PYTANIE 11

11.1 Przewodnictwo elektryczne ciał stałych.

Przewodnictwo elektryczne - to zjawisko skierowanego przenoszenia ładunków elektrycznych przez dodatnie lub ujemne nośniki prądu (np. elektrony, jony) w ośrodku pod wpływem przyłożonego zewnętrznego pola elektrycznego. Zależnie od natury fizycznej ładunków wytwarzających prąd elektryczny wyróżniamy następujące rodzaje przewodnictwa elektrycznego:

• elektronowe,

• dziurowe,

• jonowe,

• mieszane.

Ponadto wyróżniamy przewodnictwo elektryczne:

• samoistne,

• niesamoistne.

Przewodnictwo elektronowe (przewodnictwo typu n) - to przenoszenie ładunku elektrycznego przez ciało pod działaniem zewnętrznego pola elektrycznego. W modelu pasmowym krystalicznych ciał stałych zjawisko polegające na tym, że elektrony zajmujące stany kwantowe w obrębie pasma przewodnictwa przesuwają się do sąsiednich nieobsadzonych stanów kwantowych w obrębie tego pasma, w kierunku przeciwnym do kierunku wektora pola elektrycznego.

W przewodnictwie elektronowym uczestniczą jedynie elektrony. W metalach elektrony przewodnictwa stanowią elektrony walencyjne poszczególnych atomów. W sieci krystalicznej odrywają się one od swoich atomów i zaczynają swobodnie poruszać się w całej objętości metalu, tworząc tzw. gaz elektronowy. Koncentracja elektronów przewodnictwa w metalach nie zależy od temperatury, natomiast ruchliwość elektronów maleje ze wzrostem temperatury (wskutek swoistego tarcia spowodowanego zderzeniami elektronów z drgającą nieharmonicznie siecią krystaliczną), co w konsekwencji powoduje zmniejszenie przewodnictwa elektrycznego właściwego. Dla metali spełnione jest prawo Ohma.

Przewodnictwo dziurowe (przewodnictwo typu p) - to przenoszenie ładunku elektrycznego przez kryształ pod działaniem zewnętrznego pola elektrycznego, polegające na tym, że elektrony pozostające w niecałkowicie zapełnionym pasmie podstawowym przesuwają się do niezajętych poziomów kwantowych (dziur elektronowych) w obrębie tego pasma w kierunku przeciwnym do wektora pola elektrycznego, co formalnie odpowiada przesuwaniu się ładunków dodatnich zgodnie z kierunkiem wektora pola elektrycznego.

Przewodnictwo jonowe - to przewodnictwo elektryczne, przy którym nośnikami prądu elektrycznego są jony.

Przewodnictwo mieszane - to przewodnictwo elektryczne, przy którym nośnikami prądu elektrycznego są zarówno elektrony, jak i jony.

Przewodnictwo samoistne - to przewodnictwo elektryczne w półprzewodnikach nieuwarunkowane występowaniem zakłóceń atomowych sieci krystalicznej, lecz powstające na skutek pobudzenia cieplnego lub pod wpływem pola elektrycznego. Występuje we wszystkich półprzewodnikach, lecz zwykle jest bardzo małe w porównaniu z przewodnictwem niesamoistnym

Przewodnictwo niesamoistne - to przewodnictwo elektryczne w półprzewodnikach uwarunkowane występowaniem zakłóceń atomowych sieci krystalicznej.

11.2 Materiałowe (mikroskopowe) prawo Ohma.

W przewodniku płynie prąd, jeżeli w jego objętości istnieje pole elektryczne
, które oddziałuje na swobodne nośniki. Prawo Ohma - w jego mikroskopowym ujęciu - stwierdza, że lokalnie gęstość prądu
jest proporcjonalna do pola elektrycznego:

Współczynnik proporcjonalności
nazywamy przewodnictwem elektrycznym. Wielkość ta jest odwrotnością oporu właściwego ρ, który znamy z nauki szkolnej.

Fizyczny sens mikroskopowego prawa Ohma. Wzór definiujący gęstość prądu:

Ładunek nośnika q jest oczywiście stały. Mówiliśmy też, że najczęściej z dobrą dokładnością można traktować jako stałą koncentrację elektronów
. Mikroskopowe prawo Ohma mówi więc, że podczas przepływu prądu elektrycznego średnia prędkość ruchu elektronów v_śr jest proporcjonalna do natężenia pola elektrycznego
, a więc do siły, z którą pole elektryczne działa na nośnik.

Gdyby swobodny nośnik znajdował się w próżni, spełniona byłaby zależność:

a więc do natężenia pola byłoby proporcjonalne przyspieszenie cząstki, a nie jego prędkość.

Aby uzyskać proporcjonalność pomiędzy polem a prędkością, potrzebną do wyjaśnienia prawa Ohma, trzeba założyć, że nośniki w przewodniku poruszają się z siłami oporu proporcjonalnymi do prędkości:

A zatem musi być spełnione równanie ruchu (piszemy je dla jednego wymiaru):

W takim przypadku:

• na początku ciało porusza się ruchem przyspieszonym, wartość jego prędkości rośnie;

• dla dużych czasów wartość prędkości dąży do stałej.

Oznacza to, że w tej granicy
. Wartość prędkości dąży do wartości granicznej:

Przewodnictwo jest:

• proporcjonalne do koncentracji nośników
  (im więcej nośników w jednostce objętości, tym większy lokalny prąd jest wywoływany przez pole elektryczne);

• odwrotnie proporcjonalne do współczynnika siły oporu
  (im siły oporu większe, tym prąd słabszy).

Ostatecznie wzór na opór właściwy przybiera postać:

10.3 Gęstość prądu.

Gęstość prądu - intuicyjnie jest to wielkość fizyczna określająca natężenie prądu elektrycznego przypadającego na jednostkę powierzchni przekroju poprzecznego przewodnika. Wyrażana jest w A/m². W praktyce stosuje się na ogół wygodniejsze jednostki: A/cm² i A/mm².

W przewodniku. Gęstość prądu w przewodniku definiuje się jako stosunek natężenia prądu do pola przekroju poprzecznego przewodnika:

gdzie: I - natężenie prądu płynącego przez przewodnik,

S - pole przekroju poprzecznego przewodnika.

Ujęcie to ma zastosowanie w większości zagadnień z dziedziny elektrotechniki i elektroniki, rozważanych w odniesieniu do obwodów elektrycznych, gdyż opisuje przepływ prądu jako wielkość uśrednioną. Opis taki wystarcza, gdy prąd płynie względnie długim i cienkim przewodnikiem o stałym przekroju (np. drut lub ścieżka obwodu drukowanego), a przy tym częstotliwość zmian prądu nie jest zbyt duża. W przypadku prądu płynącego przez obszary o szerokości porównywalnej bądź większej od długości, charakter przepływu w różnych przekrojach może się zmieniać, więc wartość uśredniona traci sens. Również przy bardzo wysokich częstotliwościach wartość uśredniona przestaje poprawnie opisywać przepływ, gdyż nie obejmuje zjawiska naskórkowości. W takich przypadkach stosuje się opis mikroskopowy.

W ośrodkach ciągłych, gęstość prądu jest wektorem zdefiniowanym w każdym punkcie przestrzeni w taki sposób, że jego kierunek i zwrot wskazują kierunek przepływu ładunku w danym punkcie, zaś wartość wyraża stosunek natężenia prądu do znikomo małego elementu powierzchni prostopadłej do tego wektora (przekroju prostopadłego do przepływu prądu w danym punkcie i chwili).

Dla ośrodków ciągłych prawo Ohma opisuje związek gęstości prądu z natężeniem pola elektrycznego wzorem:

gdzie:
- wektor gęstości prądu,

- tensor przewodnictwa elektrycznego,

- wektor natężenia pola elektrycznego.

Definicja ta ma zastosowanie w opisie przepływu prądu niejednorodnego w przestrzeni np: fizyce plazmy, cieczy przewodzących prąd, w cienkich warstwach elektronicznych elementów półprzewodnikowych (tranzystory, tyrystory i in., również w elementach układów scalonych) oraz zjawisk przejściowych szybko zmiennych w czasie, np. podczas włączania i wyłączania przepływu prądu w takich elementach.

Związki z ładunkiem. Całka powierzchniowa gęstości prądu po dowolnej powierzchni S wyraża sumaryczne natężenie prądu I_S płynącego przez tę powierzchnię:

gdzie:
- wektor normalny do znikomo małego elementu powierzchni dS,

- iloczyn skalarny wektorów
i
.

W przypadku powierzchni zamkniętej, ograniczającej pewną bryłę V, prąd wypływający przez powierzchnię równy jest pochodnej sumarycznego ładunku Q_V zamkniętego w V z przeciwnym znakiem (wypływający prąd zmniejsza "zapas ładunku"):

Jest to zasada zachowania ładunku: ładunek w danym obszarze nie może samoistnie powstać ani nie może zniknąć; zmiana ładunku wynika wyłącznie z jego przemieszczania, to jest prądu elektrycznego, wypływającego lub wpływającego do obszaru, którą można odczytać również jako definicję natężenia prądu (z wyraźnym uwzględnieniem kierunku przepływu prądu).

Zachodzi zatem:

gdzie:
- wektor skierowany na zewnątrz powierzchni S.

Równanie to można stronami podzielić przez objętość V i "ściągając" powierzchnię S do punktu przeprowadzić równanie do granicy z
. Otrzymuje się wówczas częściej spotykaną postać różniczkową, czyli tzw. równanie ciągłości, zgodnie z którym rozbieżność (dywergencja) wektora gęstości prądu jest równa pochodnej gęstości ładunku wziętej z przeciwnym znakiem:

gdzie: ρ - gęstość ładunku.

10.4 Prędkość dryfu i ruchliwość elektronów.

Prędkość dryfu (nazywana także prędkością unoszenia) to średnia prędkość jaką uzyskuje cząstka (elektron, dziura, jon, itp.) w materiale pod wpływem pola elektrycznego. Używanie tego pojęcia w odniesieniu do cząstek w próżni nie ma sensu, gdyż są one przyspieszane do prędkości bliskich prędkości światła. W przypadku zaś ośrodków materialnych (ciało stałe, ciecz, gaz, itp.) ruch przyspieszanej cząstki jest spowalniany przez oddziaływania z siecią krystaliczną (w ciele stałym) lub inne cząstki (w cieczy, gazie). W układzie będącym w stanie równowagi prędkości cząstek podlegają pewnemu rozkładowi. Nawet gdy nie jesteśmy go w stanie poznać, możemy posługiwac się mierzalną wielkością makroskopową: średnią prędkością cząstki, czyli właśnie prędkością dryfu.

W łatwy sposób można obliczyć prędkość dryfu elektronów w przewodniku, w którym płynie prąd stały. Niech w przewodniku o polu przekroju poprzecznego S i długości l płynie prąd o natężeniu I. Do obliczeń potrzebna będzie jeszcze koncentracja elektronów przewodnictwa n (tj. ilość elektronów przewodnictwa przypadająca na jednostkę objętości)

W danej jednostce przewodnika jest:
elektronów przewodnictwa.

Ich sumaryczny ładunek wynosi zatem:

Natężenie prądu w przewodzie jest równe:

Prędkość dryfu to oczywiście:

Stąd mamy, że:

Prędkość dryfu można także uzależnić od gęstości prądu:

Należy jednocześnie pamiętać o tym, że elektrony mają ładunek ujemny, więc wektory
i
mają przeciwne zwroty.

Ruchliwość nośników - w fizyce oraz chemii, wielkość wyrażająca związek między prędkością dryfu elektronów, jonów lub innych nośników ładunku, i zewnętrznym polem elektrycznym. Zdefiniowana jest jako prędkość dryfu nadawana przez jednostkowe pole elektryczne:

μ = v_d / E

gdzie: μ jest ruchliwością.

Najczęściej wyraża się ją w cm²/Vs.

W przypadku ciał stałych ruchliwość elektronów oraz dziur (ruchliwość nośników ładunku) silnie zależy od domieszkowania oraz od temperatury. Wraz ze wzrostem koncentracji domieszek ruchliwość maleje, podobnie dla wzrostu temperatury w materiałach takich jak german i krzem.

10.5 Koncentracja nośników ładunku.

Nośnik ładunku - w teorii transportu obiekt przenoszący ładunek elektryczny podczas przepływu prądu. Rodzaj nosnika ładunku zależy od budowy materiału, w którym dochodzi do transportu ładunku. Dla metali są to zwykle elektrony, dla półprzewodników mogą być to zarówno elektrony, jak i dziury, zaś dla roztworów są to jony. W bardziej skomplikowanych sytuacjach nośniki ładunku mogą być jeszcze bardziej wyszukane: dla materiałów w stanie nadprzewodzącym nośnikami ładunku są tzw. pary Coopera, z wielkim bogactwem nośników można zetknąć się w teorii ciała stałego.

Koncentrację nośników ładunku możemy opisać wzorem:

10.6 Zjawisko Halla.

Efekt Halla to zjawisko fizyczne, odkryte w 1879 roku przez Edwina H. Halla (wówczas studenta). Polega na tym, że w przewodniku z prądem umieszczonym w polu magnetycznym powstaje poprzeczne do prądu i pola magnetycznego napięcie elektryczne.

Niech przewodnik będzie prostopadłościanem o bokach a,b,c takich, że a > b > c. Jeśli wzdłuż przewodnika (równolegle do a) płynie prąd i (nadając nośnikom prądu prędkość unoszenia
, zaś prostopadle do powierzchni przewodnika (równolegle do c) przebija go pole magnetyczne o indukcji
, to na nośniki prądu o ładunku q działa siła Lorentza:

odchylając te ładunki do jednej ze ścianek. W ten sposób między tą ścianką a ścianką do niej przeciwną wytwarza się różnica gęstości ładunków, a więc i pole elektryczne, które może być przedstawione jako różnica potencjałów natężenie pola elektrycznego
, a na kolejne nośniki działa też siła Coulombowska. Wypadkowa siła jest równa:

Ilustracja efektu Halla dla ujemnych (lewa) i dodatnich (prawa) nośników prądu.

W stanie równowagi, kiedy siła Lorentza i Coulombowska równoważą się. Co prowadzi do równania:

lub

gdzie: n - koncentracja nośników,

e - ładunek nośnika prądu (ładunek elementarny)

d - szerokość (grubość) płytki, wymiar prostopadły do kierunku prądu i pola magnetycznego,

I - natężenie prądu,

R - stała zależna od materiału.

Potencjał V_H, powstały między ściankami przewodnika, nazywany jest potencjałem Halla. Efekt Halla umożliwia pomiar znaku ładunków poruszających się w przewodniku, ich koncentrację.

Dla znanych materiałów pomiar napięcia Halla pozwala określić wartość indukcji
pola magnetycznego, a przyrządy wykorzystujące jego działanie to hallotrony).

Kwantowy efekt Halla ma te same podstawy co klasyczny efekt Halla ale występujący w niższych temperaturach i wyższych polach magnetycznych.

Obniżanie temperatury i zwiększanie pola magnetycznnego pozwala zaobserwować:

• efekt Shubnikova - de Haasa (oscylacje kwantowe),

• całkowity kwantowy efekt Halla,

• ułamkowy kwantowy efekt Halla,

Warto wiedzieć, że całkowity kwantowy efekt Halla stosowany jest obecnie jako podstawa wyznaczania oma (jednostki oporu elektrycznego w układzie SI).

Warunkami koniecznymi do zaobserwowania kwantowego efektu Halla są:

• bardzo niska temperatura (<4,2 K),

• silne pole magnetyczne (do kilku tesli) - k.e.H. łatwo zaobserwować na wykresie oporu Halla (potencjał Halla podzielony przez prąd sterujący płynący wzdłuż próbki) od indukcji pola magnetycznego,

• próbka musi mieć specjalną strukturę - taką, by elektrony przewodnictwa miały w niej swobodę tylko w dwóch wymiarach (ang. 2DES).

K.e.H polega na przyjmowaniu przez opór elektryczny materiału określonych dyskretnych wartości, podobnie jak inne skwantowane wielkosci fizyczne (ładunek elektryczny, pęd, energia elektronów w atomach pierwiastków chemicznych).

10.7 Nadprzewodnictwo.

Przepływowi prądu przez przewodnik towarzyszy opór. Zjawisko to opisuje prawo Ohma:

U = I * R

gdzie: U - napięcie (różnica potencjałów) [V - volt],

I - natężenie prądu [A - amper],

R - stała, opór w jednostkach [Ω - ohm].

Współczynnik proporcjonalności R - opór, nie jest stały, ale zmienia się liniowo w funkcji temperatury:

gdzie: R₀ to opór materiału w temperaturze T₀.

Nadprzewodnictwa nie da się wyjaśnić na gruncie klasycznej teorii przewodnictwa. Odkryte w 1911 r. przez Heike Kamerlingh Onnes, który badając przewodnictwo rtęci (Hg), stwierdził, że poniżej pewnej temperatury, zwanej temp. krytyczna, opór spada do 0! Nagroda Nobla w 1913 r. Dla Hg temp. krytyczna to 4.2 K. Ogólnie nadprzewodnictwo w temp. ciekłego helu.

Efekt Meissnera. Z nadprzewodnictwem związany jest tak że inny efekt nazwany, od nazwiska odkrywcy efektem Meissnera: jeżeli materiał znajduje się w stanie nadprzewodzącym w zewnętrznym polu magnetycznym, wówczas materiał aktywnie usuwa pole magnetyczne ze swego wnętrza. Materiał ten zachowuje się jak idealny diamagnetyk.

Wyjaśnienie: na powierzchni nadprzewodnika powstają prądy kompensujące, tak skierowane (reguła Lentza) i o takim natężeniu, aby pole magnetyczne wywołane przez te prądy ekranowało wnętrze nadprzewodnika. Prądy kompensujące kosztują (energetycznie). Dlatego przy pewnych wartościach pola zewnętrznego, nie opłaca się energetycznie utrzymywać nadprzewodnictwa.

Skutki:

- istnieje pole krytyczne (Hc) i natężenie krytyczne (Ic), które niszczy nadprzewodnictwo,

- nadprzewodnictwo typu I i II.

Efekt Meisssnera został wyjaśniony przez braci Londonów, którzy wykazali, że wzbudzane pole magnetyczne minimalizują energię swobodną układu.

10.8 Zarys teorii BCS.

Teoria BCS jest mikroskopową teorią nadprzewodnictwa ogłoszoną w 1957 roku przez Johna Bardeena, Leona Coopera i Roberta Shrieffera. Nazwa teorii pochodzi od inicjałów jej twórców (od nazwisk odkrywców: Bardeen, Cooper, Schrieffer). Za stworzenie tej teorii otrzymali oni w 1972 roku Nagrodę Nobla z fizyki.

Podstawą tej teorii jest założenie, że nośniki ładunków w przewodnikach (fermiony) mogą łączyć się w pary (pary Coopera), które są bozonami i podlegają kondensacji Bosego-Einsteina. Natomiast skondensowane pary potrafią bezoporowo poruszać się we wnętrzu nadprzewodnika. Zjawisko nadprzewodnictwa dla metalicznych nadprzewodników wyjaśniono rozpatrując kondensację Bosego-Einsteina zachodzącą w cieczy zbudowanej z elektronów przewodnictwa w metalu, powiązanych ze sobą w pary. W odpowiednio niskiej temperaturze ciecz ta przechodzi w stan nadciekły (nadpłynność), co obserwujemy jako zanik oporu elektrycznego. Teoria BCS posługuje się funkcją falową, opisującą stan, w którym wszystkie elektrony są połączone w pary. Ponieważ pęd całkowity pary Coopera nie zmienia się wskutek oddziaływania między jednym z jej elektronów a całą siecią, strumień elektronów płynie bez końca. Cewki nadprzewodzące, w których mogą płynąć bez końca duże prądy, można wykorzystać do wytwarzania bardzo silnych pól magnetycznych i do tego celu stosuje się je w niektórych akceleratorach cząstek i innych urządzeniach. Nadprzewodnictwo może występować także w układach ciężkich fermionów wskutek działania mechanizmu nieco bardziej skomplikowaniego niż w teorii BCS.

Teoria BCS, która przewidywała łączenie się elektronów w pewnych warunkach w tak zwane pary Coopera odegrała znaczną rolę w wyjaśnieniu zjawiska Josephsona.

10.9 Pary Coopera.

Para Coopera jest to układ dwóch fermionów (np. elektronów) oddziałujących ze sobą poprzez drgania sieci krystalicznej - fonony opisany przez Leona Coopera i będącym elementem teorii BCS nadprzewodnictwa niskotemperaturowego. Fermiony tworzące parę Coopera mają połówkowe spiny (które są skierowane w przeciwnych kierunkach), jednak wypadkowy spin układu jest całkowity, czyli para Coopera jest bozonem. Elektrony tworzące parę Coopera są opisywane przez funkcje falowe z przeciwnymi wektorami falowymi. W 1956 roku Leon Cooper wykazał, że prąd elektryczny w nadprzewodnikach jest przenoszony nie przez pojedyncze elektrony, lecz pary związanych elektronów, zwane parami Coopera.

10.10 Równanie Londonów.

Równania Londynów - opisują zjawisko Meissnera. Ich wyprowadzenie opiera się na klasycznej elektrodynamice. Jest o układ dwóch równań różniczkowych.

I równanie wiąże nadprzewodzący prąd z polem elektrycznym:

II równanie wiąże nadprzewodzący prąd z polem magnetycznym:

gdzie: ns - gestosc par Coopera,

es - ładunek par Coopra,

ms - masa pary Coopera,

E, B - pola elektryczne i magnetyczne, odpowiednio.

Równania te przepiszmy w spójnej postaci:

λ_L parametr, Londonowska głębokość wnikania (pola magnetycznego).

Nadprzewodniki I i II rodzaju

Rys. Namagnesowanie objętości jednostkowej nadprzewodnika typu I (lewy rysunek), typu II (prawy rysunek).

Nadprzewodnik typu II charakteryzują dwa pola krytyczne:

1) HC1 - zewnętrzne pole magnetyczne zaczyna wnikać do wnętrza nadprzewodnika (worteksy) (prądy powierzchniowe nie są w stanie dłużej go ekranować), stan nadprzewodzący się utrzymuje; jest tzw. faza mieszana (Szubnikowa),

2) HC2 - zewnętrzne pole magnetyczne niszczy stan nadprzewodzący.

10.11 Nadprzewodnictwo I i II rodzaju.

Rozróżnia się dwa zasadnicze rodzaje nadprzewodnictwa:

• nadprzewodnictwo niskotemperaturowe - odkryte w 1911 przez holenderskiego fizyka Kamerlingha-Onnesa (Nagroda Nobla w 1913) dla rtęci. Występuje w temperaturach poniżej 30 kelwinów, dla czystych metali i stopów metalicznych będących w większości nadprzewodnikami I rodzaju. Nadprzewodnictwo to jest dobrze opisywane przez teorię BCS.

• nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe - zaproponowane przez Georga Bednorza i Múllera w 1986 roku. Występuje w temperaturze powyżej 30 kelwinów, ten typ nadprzewodnictwa wykazują materiały tlenkowe o charakterze ceramik i będące nadprzewodnikami II rodzaju. Na razie nie ma teorii wyjaśniającej to zjawisko. Najwyższa temperatura krytyczna wynosi obecnie 138 K (-135,15°C) dla związku (Hg_0.8Tl_0.2)Ba₂Ca₂Cu₃O_8.33.

Podjęto próbę opisania nadprzewodnictwa teorią fenomenologiczną zbliżoną do zależności stosowanych w termodynamice. Przejście między stanem normalnym oraz stanem nadprzewodnictwa potraktowano jako przejście fazowe, takie jak np. skraplanie się gazu. W ten sposób powstała teoria nadprzewodnictwa Ginsburga-Landaua.

Nadprzewodnik pierwszego rodzaju charakteryzuje się tym, że począwszy od zera aż do wartości krytycznej namagnesowanie rośnie wprost proporcjonalnie do wartości indukcji magnetycznej. Jeśli indukcja wzrośnie powyżej wartości krytycznej materiał ten przechodzi natychmiast ze stanu nadprzewodzącego do stanu normalnego. Nie istnieje w tym przypadku stan mieszany.

Nadprzewodnik drugiego rodzaju charakteryzuje się tym, że namagnesowanie początkowo rośnie tak jak poprzednio aż do wartości B_kr1 , następnie zaczyna maleć i osiąga wartość zerową, co odpowiada przejściu do stanu normalnego, po przekroczeniu przez indukcję wartości B_kr2. W zakresie indukcji pomiędzy B_kr1 i B_kr2 mamy do czynienia ze stanem mieszanym, w którym pewna objętość materiału jest nadprzewodząca a pewna znajduje się już w stanie normalnym.

10.12 Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe.

Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe (temp. ciekłego azotu): klucz do powszechnych zastosowań praktycznych zjawiska nadprzewodnictwa. Bednarz i Muller (1986) YBa2CuO7-x TC ~ 95 K. Materiał ceramiczny - w temp.

pokojowej izolator. Potencjalnych zastosowań zjawiska nadprzewodnictwa nie da się przecenić.

Zastosowania nadprzewodnictwa: energetyka!!!, transport (kolej na poduszce magnetycznej), efekt Josephsona - pozwala na super dokładne pomiary pól magnetycznych (SQUID), medycyna, inne.

Termin nadprzewodniki wysokotemperaturowe został użyty do określenia nowej rodziny materiałów ceramicznych o strukturze perowskitu odkrytych przez Johannesa G. Bednorza i K. A. Müllera w 1986 roku za odkrycie których otrzymali oni Nagrodę Nobla. Odkryli oni pierwszy nadprzewodnik wysokotemperaturowy LBCO (Ba-La-Cu-O), nadprzewodzący w temperaturze 35 K, nieco powyżej granicy, którą teoria BCS określała jako temperaturową granicę nadprzewodnictwa.

---