پایان نامه ابر رسانايي 104ص

مقدمه
فيزيك حالت جامد به زمينه گسترده‌اي از ويژگيهاي مختلف مواد مي‌پردازد. مواد، بنابر خاصيت الكتريكي يا مغناطيسي كه خود بروز مي‌دهند در يكي از گروههاي سراميكها، نارساناها، نيمرساناها، رساناها، ابر رساناها، و يا مواد مغناطيسي قرار مي‌گيرند. با وجودي كه كتابهاي نوشته شده با عنوان عام فيزيك حالت جامد و يا با عنوانهاي اختصاصي مثل فيزيك نيمرساناها، فيزيك ابر رساناها، فيزيك مواد مغناطيسي، و غيره

بسيار زيادند ولي متاسفانه كتابهايي كه در زمينه فيزيك حالت جامد يا هر يك از زير شاخه هاي آن به فارسي برگردانده شده‌اند بسيار كم و حتي به تعداد انگشتان دست هم نمي رسد.70 سال از كشف ابر رسانايي مي‌گذرد ولي تنها در خلال دو دهه گذشته بوده است كه ابررساناها از اجسام مرموز مورد استفاده فيزيكدانها دز آزمايشهايشان به موادي با اهميت كاربردي تغيير ماهيت داده اند. فن آوريهاي تازه اي ظهور كردند كه در آنها از مواد ابر رساناها براي توسعه قطعات الكترونيك با حساسيت و دقت بالا از قبيل تابش سنج ها، تشديد كننده هاي بسامد بالا، مخلوط برخوردار مي‌شوند. اكنون برنامه هاي پژوهشي با هدف توسعه قطعات منطقي و حافظه براي رايانه ها بر پايه ابر رساناها در حال اجراست.
به خاطر اين توسعه ها، تعداد قابل توجهي از متخصصين به طور روزمره با پديده ابر رساناي سرو كار دارند. اكنون دوره هاي آموزشي مناسب در برخي از دانشگاهها و كالجهاي فني ارائه مي‌شود.
در حال حاضر، چند كتاب كاملا عمومي در زمينه ابر رسانايي در دسترس اند. اين كتابها عبارتند از: كتابهاي نوشته شده توسط آ. سي. رز- اينز و اي. اچ ]1[، اي. آ. لينتون ]2[، ام. تينخام ]3[، پي. جي. دجنز ]4[، و دي. آر. تيلي و جر . تيلي ]5[ هر يك از اين كتابها در نوع خود عالي است. ولي برخي از آنها، مثل ]3و4[ نياز به زمينه خوبي در فيزيك نظري دارند در حالي كه كتابهاي ديگر تصويري كاملا به روز از فيزيك ابر رساناها به دست نمي دهند.
واقعيات تجربي بنيادي
1-1-1 كشف ابر رسانايي
ابر رسانايي در سال 1911 در آزمايشگاه ليدن كشف شد. اچ. كامرلينگ اونس به هنگام مطالعه وابستگي دمايي مقاومت ويژه الكتريك نمونه اي از جيوه، مشاهده كرد كه در دماي T* نزديك به k4، مقاومت نمونه ناگهان به صفر سقوط مي‌كند و در همه دماهاي دسترس پذير زير T* مقاومت ديگر قابل اندازه گيري نيست ]6[. نكته مهم اين كه با كاهش دما مقاومت ناگهان به صفر مي‌رسيد نه به تدريج، آشكار بود كه نمونه بايد دستخوش گذاري به حالت جديدي با مقاومت الكتريكي صفر شده باشد كه در آن زمان ناشناخته بوده است. اين پديده را ابررسانايي ناميدند.
هر گونه تلاش براي يافتن كوچكترين اثري از مقاومت در ابررساناهاي كپه اي، راه به جايي نبرد. با توجه به حساسيت وسايل اندازه گيري جديد، مي‌توان گفت كه مقاومت ويژه ابر رساناها، حداقل تا دقت 10-10، صفر است. در مقايسه، مي‌دانيم كه مرتبه بزرگي مقاومت ويژه مس با خلوص بالا در k2/4 برابر است با 9-10
مدت كوتاهي پس از كشف ابر رسانايي در جيوه، اين خاصيت در ساير فلزات، مانند: قلع، سرب، اينديم، آلومينيوم، نيوبيم و غيره يافت شد. همچنين معلوم شد كه تعداد زيادي آلياژ و تركيبات بين فلزي نيز ابر رسانا هستند.
دماي گذار از حالت عادي به ابر رسانايي را دماي بحراني Tc مي‌نامند. زمان كوتاهي پس از اين كشف معلوم شد كه نه تنها با گرم كردن نمونه، بلكه با قرار دادن آن در ميدان مغناطيسي نسبتا ضعيف مي‌توان ابر رساناي از بين برد. اين ميدان، Hcm، را ميدان بحراني ماده كپه اي مي‌خوانند.