Elektroner i bevegelse danner en elektrisk strøm , men motstand mot elektriske strømmen i en leder resultater i en varmeøkning. To faktorer som forårsaker motstand mot strømmen av elektrisk kraft omfatter urenheter, noe som hindrer at elektronstrømmenved å forårsake kollisjoner og vibrasjoner som følge av den økte varme som forårsaker atomene til å forskyve seg rundt i gitternettverketog kolliderer med bevegelige elektroner.
Ved superledende materialer avkjøles til sine kritiske temperaturer , de tar på superledende egenskaper i form av krystallinske gitterstrukturersom består av tilbakevendende baseenheter . Disse strukturene har økt stabilitet fordi elektron bonding gir en ubegrenset flyt av strøm .
Ifølge BCS ( Bardeen Cooper Schreiffer ) teorien, super kalde temperaturer tregere molekylære vibrasjoner til et punkt der de bevegelige elektroner danne par som reise gjennom gitterstrukturen , skape ledige trasé . Elektron par følgende langs stien er uhindret , og denne strømmen kan fortsette å strømme på ubestemt tid .
Type 1
Denne super kategorien inkluderer metaller som viser noen ledningsevne ved romtemperatur , men krever kjøling temperaturer for å bremse ned de molekylære vibrasjoner tilstrekkelig til rette for uhindret elektronstrømmen. Deres struktur består av rent metall innhegninger , og deres kritiske temperaturene nærmer det absolutte nullpunkt ( -459,67 grader Fahrenheit ) . Aluminium, bly , kvikksølv , tinn , titan , wolfram og sink er type 1 superledere .
Type 2
Disse halvledere er kjent som harde superledere fordi deres overgangen fra en normal tilstand til en supraledende tilstand er en gradvis en . Forskere utviklet disse syntetiske ledere i laboratorier . Deres gitterkonstruksjonerer vanligvis metallbasert , inkludert vanadium , technetium , niob , metalliske forbindelser og legeringer. Sine nødvendige kritiske temperaturen er høyere , alt fra -459,67 grader til ca -211,27 grader Fahrenheit . Innenfor denne serien av kritiske temperaturer , forskere finne mer praktiske anvendelser for vitenskapelig og kommersiell bruk .
Keramikk og Organic Superledere
Keramiske materialer vanligvis fungere som isolatorer , men høy - temperatur superledere er keramiske materialer med lag av kobber -oksyd i avstand intermittent med lag inneholdende barium og andre materialer , som danner gitterstrukturen som er typisk for superledere. Den kritiske temperatur på -234,67 grader Fahrenheit gir keramiske superledere den fordelen at de kan drives med flytende nitrogen kjøling. Forskere har funnet et problem med keramikk , ved at de er vanskelige å forme til nyttige former. Dette har forsinket forskningen på ubestemt tid.
Organiske ledere er materialer bestående av store organiske molekyler inneholdende et gjennomsnitt på 20 atomer. Denne kategorien av molekylære superledere omfatter molekylære salter , polymerer og rent karbon systemer i gitteret formasjoner .