УДК 538 945
Е. С. Д о н ц о в а
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
КАЧЕСТВА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ
СВЕРХПРОВОДНИКОВ
Рассмотрены подходы к моделированию высокотемпературных
сверхпроводников с учетом их дефектов. Проведено компьютерное
моделирование качества сверхпроводящих свойств в целях получе-
ния данных о допустимых параметрах распределения кристалли-
ческих дефектов, при которых гарантируется критический ток.
Полученные данные можно использовать для управления процес-
сом получения сверхпроводника с гарантированным качеством его
сверхпроводящих свойств.
E-mail:
dontsova_ekaterina@mail.ru
Ключевые слова
:
высокотемпературная сверхпроводимость, компьютерное мо-
делирование.
В 1986 г. швейцарский физик Карл Александр Мюллер и немец-
кий физик Йоханес Георг Беднорц, работавшие в Цюрихской исследо-
вательской лаборатории IBM, получили металлооксидные сверхпро-
водники. Полученные ими соединения — барий–стронциевые купраты
(
Ba-Sr-Cu-O) — переходят в сверхпроводящее состояние при темпе-
ратуре (
Т
с
≈
90
K) выше нормальной температуры кипения жидкого
азота (77,36 K). В 1987 г. за свое открытие Мюллер и Беднорц были
удостоены Нобелевской премии. Новые материалы получили название
высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), поскольку темпера-
туры их перехода в сверхпроводящее состояние существенно выше,
чем у предшествующих им типов сверхпроводящих материалов. Ре-
волюционный характер открытия высокотемпературной сверхпрово-
димости в том, что оно показало путь к созданию сверхпроводящих
проводов, работающих при таких температурах, которые можно полу-
чить с помощью жидкого азота — безопасной и относительно деше-
вой криогенной жидкости. Однако до практического использования
ВТСП-материалов пока еще далеко. Нужно научиться производить из
них длинные провода с большим критическим током (максимальным
током, протекание которого не вызывает рассеяния энергии в сверх-
проводнике).
Наличие у металлооксидных керамик сверхпроводящих свойств
на первый взгляд, очень необычно. При температуре выше кри-
тической подобные соединения довольно плохие проводники. Их
удельное сопротивление в 100–1000 раз выше сопротивления меди:
(
ρ
Cu
= 0
,
0175
Ом
∙
мм
2
/
м при температуре
t
= 20
◦
C). Впрочем, из-
вестно, что сверхпроводниками становятся как раз те металлы, в
которых подвижность свободных электронов сравнительно невелика.
206
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012