Determinarea temperaturii de tranzitie a unui superconductor de inalta temperatura

Determinarea temperaturii de tranzitie a unui superconductor de inalta temperatura

In cadrul experimentului “Determinarea temperaturii de tranzitie a unui superconductor de inalta temperatura”, obiectivul central este de a identifica temperatura la care un superconductor de tip YBa2Cu3O7-x trece de la starea normal-conductoare la starea superconductoare, un fenomen numit tranzitie superconductoare. Aceasta temperatura specifica este denumita temperatura de tranzitie sau temperatura critica, notata cu Tc , si pentru YBa2Cu3O7-x este de aproximativ 92 K.

Pentru a determina aceasta temperatura critica, superconductorul este supus unui proces de racire pana sub limita sa critica de 92 K, folosindu-se azot lichid ca agent de racire. Aceasta tehnica asigura atingerea unei game largi de temperaturi sub punctul de inghet al apei, permitand observarea tranzitiei de faza de la conductibilitate normala la superconductivitate.

Experimentul foloseste o configuratie de masurare cu patru puncte, o metoda precisa pentru determinarea proprietatilor electrice ale materialelor. In aceasta configuratie, doua dintre puncte sunt utilizate pentru a aplica un curent prin esantion, in timp ce celelalte doua puncte sunt folosite pentru a masura caderea de tensiune care rezulta. Aceasta metoda reduce influenta rezistentei contactelor si a firelor de legatura, oferind o masurare mai exacta a rezistentei intrinseci a esantionului.

Obiectivele Experimentului:

Inregistrarea caderii de tensiune prin superconductor in functie de temperatura variabila.

Principii:

Superconductivitatea a fost descoperita in 1911, cand Kamerlingh Onnes a constatat ca rezistenta electrica a mercurului a scazut la zero la temperaturi criogenice. Temperatura de tranzitie, cand un conductor devine superconductiv, depinde de materialul utilizat. Timp de 75 de ani, temperaturile de tranzitie erau in intervalul 10-20 K.

In 1986, descoperirea superconductorilor de inalta temperatura cu temperaturi de tranzitie mai mari de 90 Kelvin, si peste punctul de fierbere al azotului lichid (77 K), a starnit interesul in acele substante.

Superconductorul utilizat in acest experiment consta din Yttrium-Barium-Copper-Oxide (YBa2Cu3O7). Kit-ul de experiment 667 552 este folosit pentru a investiga proprietatile unui superconductor de inalta temperatura in azot lichid.

La o temperatura de aproximativ 93 K sau -180 °C, acesta prezinta o scadere brusca a caderii de tensiune prin superconductor.