Сверхпроводники и криопроводники 

СВЕРХПРОВОДНИКИ́, вещества, переходящие в сверхпроводящее состояние при температурах ниже критической (Тк). Явление сверхпроводимости при криогенных температурах достаточно широко распространено в природе. Сверхпроводимостью обладают 26 металлов, в сверхпроводящее состояние могут переходить также несколько сот металлических сплавов и соединений и некоторые сильно легированные полупроводники.

Сверхпроводимостью называется явление скачкообразного исчезновения электрического сопротивления материала при определенном сочетании значений внешних факторов, в частности при понижении температуры до значения температуры сверхпроводящего перехода Тс.
Вещество выходит из сверхпроводящего состояния, если становятся выше критических значения:

температуры,

магнитной индукции. Это явление можно отразить на диаграмме состояния:

Назовите известные Вам вещества, обладающие свойством сверхпроводимости.
Металлы: алюминий, ртуть, свинец, и др., всего 27 металлов (не удается достичь сверхпроводящего состояния у серебра, меди, золота, платины, щелочных, щелочноземельных, ферромагнитных металлов).
Сплавы:"Ниобий(50%)+Титан(50%)"; "Ниобий(50%)+Стронций(50%)"; НТ-50 (Ni-Ni-Sr), и др., всего несколько десятков.
Интерметаллические соединения:

силицид ванадия (V3Si),

станнид ниобия (Nb3Sn),

германид ниобия (Nb3Ge) и др., всего несколько сотен. Химические соединения:

нитриды (TiN, MoN, всего больше десятка),

карбиды (TiC, NiC, MoC, всего около двух десятков),

бориды (ZrB, Nb2B5, TaB, всего около десятка),

гидриды (PdH2). Керамики, содержащие медь и кислород.

Криопроводники
Некоторые металлы могут достигать при низких (криогенных) температурах весьма малого значения удельного электрического сопротивления р, которое в сотни и тысячи раз меньше, чем удельное электрическое сопротивление при нормальной температуре. Материалы, обладающие такими свойствами, называют криопро - водниками (гиперпроводниками).

Применение криопроводников в электрических машинах, кабелях и т. п. имеет существенное преимущество по сравнению со сверхпроводниками. Если в сверхпроводниковых устройствах в качестве охлаждающего агента применяют жидкий гелий, работа криопроводников обеспечивается благодаря более высококипящим и дешевым хладагентам - жидкому водороду или даже жидкому азоту. Это упрощает и удешевляет производство и эксплуатацию устройства. Однако необходимо учитывать технические трудности, которые возникают при использовании жидкого водорода, образующего при определенном соотношении компонентов взрывоопасную смесь с воздухом.
В качестве криопроводников используют медь, алюминий, серебро, золото.
Источник информации: Электроматериаловедение Журавлева Л. В.

29. Основные характеристики полупроводников.

Полупроводники по удельному сопротивлению, которое при комнатной температуре составляет 10-6 – 109 Ом м, занимают промежуточное положение между металлами и диэлектриками. Удельное сопр-е п/п в большой степени зависит от внешних факторов, от вида и количества содержащихся в них примесей. П/п имеют положительный температурный коэффициент удельной проводимости.

К п/п относится ряд химических элементов (простые п/п): германий Ge, кремний Si, селен Se и др. Сложными п/п являются бинарные соединения (KSb, Fe2O3 и др.), тройные соединения (CuSbS, PbBiSe2 и др.), твердые растворы: GeSi, GaAs1-xPx; и др. К многофазным п/п относятся карбид кремния, графит, сцепленный керамической или другой связкой, т.е. тирит, силит и др. В настоящее время разрабатываются стеклообразные и жидкие п/п.