วัสดุตัวนำยิ่งยวดของธาตุหายาก

การค้นพบของคอปเปอร์ออกไซด์ตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิวิกฤต Tc สูงกว่า 77K ได้แสดงให้เห็นโอกาสที่ดียิ่งขึ้นสำหรับตัวนำยิ่งยวด ซึ่งรวมถึงตัวนำยิ่งยวดเปอร์ออกไซด์ออกไซด์ที่มีธาตุหายาก เช่น YBa2Cu3O7- δ。 (ตัวย่อว่า 123 เฟส, YBaCuO หรือ YBCO) เป็นประเภทสำคัญของอุณหภูมิสูง วัสดุตัวนำยิ่งยวด โดยเฉพาะธาตุหายากชนิดหนัก เช่นGd, Dy, Ho, Er, Tm, และใช่แล้วสามารถทดแทนบางส่วนหรือทั้งหมดได้ธาตุหายากอิตเทรียม (Y)ก่อตัวเป็นอนุกรมของ Tc สูงแผ่นดินที่หายากวัสดุตัวนำยิ่งยวด (REBaCuO หรือ REBCO แบบธรรมดา) ที่มีศักยภาพในการพัฒนาสูง

วัสดุตัวนำยิ่งยวดแบเรียมคอปเปอร์ออกไซด์ของโลกที่หายากสามารถทำเป็นวัสดุจำนวนมากโดเมนเดียว ตัวนำเคลือบ (เทปตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงรุ่นที่สอง) หรือวัสดุฟิล์มบาง ซึ่งตามลำดับที่ใช้ในอุปกรณ์ลอยแม่เหล็กยิ่งยวดและแม่เหล็กถาวร พลังงานไฟฟ้าที่แข็งแกร่ง เครื่องจักรหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไฟฟ้าที่อ่อนแอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเผชิญกับวิกฤตพลังงานทั่วโลกและปัญหาสิ่งแวดล้อม นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงจะนำไปสู่ยุคใหม่ของการผลิตและจำหน่ายพลังงาน

ความเป็นตัวนำยิ่งยวดหมายถึงข้อเท็จจริงที่ว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการ วัสดุจะถือว่ามีความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรงเป็นศูนย์และมีคุณสมบัติไดแม่เหล็กโดยสมบูรณ์ เหล่านี้เป็นคุณสมบัติสองประการที่เป็นอิสระซึ่งกันและกัน โดยแบบแรกเรียกว่าการนำไฟฟ้าโดยสมบูรณ์ และแบบหลังเรียกว่าเอฟเฟกต์ Meisner ซึ่งหมายความว่าการทำให้เป็นแม่เหล็กจะชดเชยสมบัติแม่เหล็กของความแรงของสนามแม่เหล็กโดยสิ้นเชิง ส่งผลให้ฟลักซ์แม่เหล็กแยกออกจากกันโดยสิ้นเชิง ด้านในของวัสดุ