İletkenlik
Luchent Technologies Bell laboratuvarlarında görevli bir araştırmacı eski bi,top biçimindeki karbon molekülleri ve bunların arasını açacak "dolgu malzemesi"kullanarak yüksek sıcaklıkta süperiletkenlik yarışında çıtayı olağanüstü bir yüksekliğe taşıdı.Hendrik schön ve iki ekip arkadaşı,başka bileşimlerle genişletilmiş kristalini,bir transistörün ortasına yerleştirerek 117 kelvin gibi yüksek bir sıcaklıkta elektriği dirençsiz ileten bir süperiletkene ulaşmayı başardılar.Kelvin,bizim kullandığımız Celcius(santigrad) sıcaklık ölçeğiyle aynı olan,ancak başlangıç noktası olarak suyun donma derecesini 0 C değil,mutlak sıfır denen ve elektronların hareket yeteneğini yitirdiği -273,60 C'yi alan bir sıcaklık ölçeği.Bu durumda fizaikçileri ve elektronikçileri böylesine heyecanlandıran 117K (-156 C),günlük yaşamımızda alışık olduğumuz"yüksek sıcaklık"kavramıyla pek örtüşmüyor.Ama bu nokta ve özellikle kullanılıan yöntem,öteki fizikçilerce"oda sıcaklığında (300K yada yaklaşık 27 C) süperiletkenlik"düşüne kapıları açacak olağanüstü ilerlemeler olarak değerlendiriliyor.
Ayrıca Schön ve ekibinin geliştirdiği kristallerin,elektronik yapım malzemelerine standart demir-oksit temelli seramiklere göre çok daha kolay yerleştirilebildiği vurgulanıyor.Süperiletkenler elektronlar yerine,bu elektronların terkettikleri delikler olan yuvaları iletebiliyorlar.Schön ve arkadaşları da birkaç yıl önce C 'elektron yerine delik iletir hale getirebilirse Tc diye tanımlana süperiletkenlik için gerekli eşik sıcaklığını yükseltebileceklerini düşünüp deneylere başlamışlar.Elektron yerine delik iletimi,malzemenin"durum yoğunluğu" denen ve belirli enerji düzeylerinde taşıyabileceği elektrik yük sayısı demek olan bir özelliğini arttırıyor.Bu sayı süperiletkenlik sıcaklığıyla yakından ilintili.Ekip,C içerisine girecek deliklerin sayısını arttırmakta güçlükler yaşamış.Bu iş için kullanılan sıradan yöntem,yani malzemeye başka bileşimler karıştırmak,C kristalinin parçalanmasına yol açıyormuş.Ancak geçen yıl Schön ile ekip arkadaşları Cristian Kloc ve Bertram Batlogg yeni bit çözüm bulmuşlar.Transistörü kristalin etrafında inşa etmek vebunun yük iletme yeteneğinden yararlanarak kristali deliklerle doldurmak.Yöntem başarılı olmuş:C Süperiletken özellik kazanmış ve bu özelliğini 52K sıcaklığına kadar korumuş.
Ekip Ağustos ayı sonunda açıkladığı 117 K sonucuna ulaşırken malzemenin durum yoğunluğunu yükseltmek için yeni bir taktik uygulamış.Kristal içerisindeki C molekülleri arasında"kafes sabiti"diye adlandırılan uzaklığı arttırmayı denemiş.C 'ın kafes sabiti 14,15 angstrom .Kafes genişlerse durum yoğunluğu artıyor ve kritik sıcaklık T yükseliyor.Ekip çeşitli denemelerden sonra iki bileşimin istenen işi yaptığını bulmuş.Trikloroaaaan kafes sabitini 14,29'a,tr.bromoaaaan da 14,45'e çıkartıyor.
Daha önceki çalışmalarıyla Schön ve ekibinin yolunu açmış olan Art Ramirez adlı araştırmacıya göre varılan nokta muazzam bir ilerleme."Kafes sabitini 14,7 civarına yükselttinizmi,bu oda sıcaklığında süperiletkenlik demek diyor.Kristali parçalamadan hangi bileşimleri kullanarak o düzeye çıkılacağı bilinmiyor.Ama"herkesin eline geçen herşeyi deneyeceği kesin"diyor Ramirez.
Araştırmacılar C 'ın hünerini oda sıcaklığına taşımasında başarısız olması halinde bile elektronik sanayiinde bir devrim yapmaya aday olduğunu vurguluyorlar.Nedeni seramik süperiletkenleri transistör yada başka elektronik parçalara dönüştürmenin olağanüstü giçlüğü.Çünkü bunların başlka malzemelerle birleştikleri arayüzler,mikroskobik defolar taşıyor ve bu engebeler,aygıt içinde dolaşan elektrik yüklerini tuzaklıyor.Organik materyallerse Schön ve ekibinin yaptığı gibi küçük düzeltmelerle büyük performans yükselmesi sergileyebiliyorlar.Süperiletken elektronik son derece hızlı olduğundan ve nen küçük manyetik alanları bile saptayabildiğinden C temelli süperiletken araçların,yüksek hızda bilgisayarlardan,tıbbi görüntülemeye kadar farklı birçok alanda kullanım kazanacağı araştırmacılarca vurgulanıyor.
Ayrıca Schön ve ekibinin geliştirdiği kristallerin,elektronik yapım malzemelerine standart demir-oksit temelli seramiklere göre çok daha kolay yerleştirilebildiği vurgulanıyor.Süperiletkenler elektronlar yerine,bu elektronların terkettikleri delikler olan yuvaları iletebiliyorlar.Schön ve arkadaşları da birkaç yıl önce C 'elektron yerine delik iletir hale getirebilirse Tc diye tanımlana süperiletkenlik için gerekli eşik sıcaklığını yükseltebileceklerini düşünüp deneylere başlamışlar.Elektron yerine delik iletimi,malzemenin"durum yoğunluğu" denen ve belirli enerji düzeylerinde taşıyabileceği elektrik yük sayısı demek olan bir özelliğini arttırıyor.Bu sayı süperiletkenlik sıcaklığıyla yakından ilintili.Ekip,C içerisine girecek deliklerin sayısını arttırmakta güçlükler yaşamış.Bu iş için kullanılan sıradan yöntem,yani malzemeye başka bileşimler karıştırmak,C kristalinin parçalanmasına yol açıyormuş.Ancak geçen yıl Schön ile ekip arkadaşları Cristian Kloc ve Bertram Batlogg yeni bit çözüm bulmuşlar.Transistörü kristalin etrafında inşa etmek vebunun yük iletme yeteneğinden yararlanarak kristali deliklerle doldurmak.Yöntem başarılı olmuş:C Süperiletken özellik kazanmış ve bu özelliğini 52K sıcaklığına kadar korumuş.
Ekip Ağustos ayı sonunda açıkladığı 117 K sonucuna ulaşırken malzemenin durum yoğunluğunu yükseltmek için yeni bir taktik uygulamış.Kristal içerisindeki C molekülleri arasında"kafes sabiti"diye adlandırılan uzaklığı arttırmayı denemiş.C 'ın kafes sabiti 14,15 angstrom .Kafes genişlerse durum yoğunluğu artıyor ve kritik sıcaklık T yükseliyor.Ekip çeşitli denemelerden sonra iki bileşimin istenen işi yaptığını bulmuş.Trikloroaaaan kafes sabitini 14,29'a,tr.bromoaaaan da 14,45'e çıkartıyor.
Daha önceki çalışmalarıyla Schön ve ekibinin yolunu açmış olan Art Ramirez adlı araştırmacıya göre varılan nokta muazzam bir ilerleme."Kafes sabitini 14,7 civarına yükselttinizmi,bu oda sıcaklığında süperiletkenlik demek diyor.Kristali parçalamadan hangi bileşimleri kullanarak o düzeye çıkılacağı bilinmiyor.Ama"herkesin eline geçen herşeyi deneyeceği kesin"diyor Ramirez.
Araştırmacılar C 'ın hünerini oda sıcaklığına taşımasında başarısız olması halinde bile elektronik sanayiinde bir devrim yapmaya aday olduğunu vurguluyorlar.Nedeni seramik süperiletkenleri transistör yada başka elektronik parçalara dönüştürmenin olağanüstü giçlüğü.Çünkü bunların başlka malzemelerle birleştikleri arayüzler,mikroskobik defolar taşıyor ve bu engebeler,aygıt içinde dolaşan elektrik yüklerini tuzaklıyor.Organik materyallerse Schön ve ekibinin yaptığı gibi küçük düzeltmelerle büyük performans yükselmesi sergileyebiliyorlar.Süperiletken elektronik son derece hızlı olduğundan ve nen küçük manyetik alanları bile saptayabildiğinden C temelli süperiletken araçların,yüksek hızda bilgisayarlardan,tıbbi görüntülemeye kadar farklı birçok alanda kullanım kazanacağı araştırmacılarca vurgulanıyor.
