Supergeleiding: - KNAW Onderwijsprijs

Type 1:
Type 1 supergeleiders zijn vaak elementen, zoals zink en aluminium. Deze materialen
worden gekenmerkt door hun lage kritische temperatuur. Zo wordt zink pas supergeleidend
bij een temperatuur van 0,85 K en aluminium bij een temperatuur van 1,175 K. Over het
algemeen ligt de kritische temperatuur van een type 1 supergeleider tussen de 0 – 10 K. Niet
alleen de kritische temperatuur is laag zo ook de kritische veldsterkte. De kritische
veldsterkte van een type 1 supergeleider ligt rond de 0,2 T. Is de veldsterkte sterker dan de
kritische veldsterkte dan kan de type 1 supergeleider de externe magnetische veldlijnen niet
langer uitsluiten en zal de supergeleider de magnetische veldlijnen wel doorlaten. De
supergeleider is dan niet langer supergeleidend.
Type 2:
Type 2 supergeleiders zijn vaak legeringen, zoals Yttriumbariumkoperoxide (YBa2Cu3O7).
Type 2 supergeleiders hebben een veel hogere kritische temperatuur dan type 1
supergeleiders. De kritische temperatuur van Yttriumbariumkoperoxide is 92 K. Over het
algemeen ligt de kritische temperatuur van een type 2 supergeleider tussen de 20 – 175 K.
Ook de kritische veldsterkte is vele malen groter dan van een type 1 supergeleider. De
kritische veldsterkte ligt rond de 20 – 30 T.
Concluderend uit de kenmerken van type 1 en type 2 supergeleiders hebben type 2
supergeleiders meer toekomst, doordat ze minder gekoeld moeten worden voor het
supergeleidende effect optreed. Maar hoe komt het dat type 2 supergeleiders beter zijn dan
type 1 supergeleiders?
Het antwoord op deze vraag heeft te maken met de coherentielengte van de Cooperparen en
de karakteristieke penetratiediepte van de externe magnetische veldlijnen in de
supergeleider. De karakteristieke penetratie diepte is de lengte die de externe magnetische
veldlijnen kunnen doordringen in de supergeleider.
Het verschil tussen type 1 en type 2 supergeleiders is dat de karakteristieke penetratiediepte
van een type 1 supergeleider kleiner is dan de coherentielengte van de Cooperparen. De
karakteristieke penetratiediepte van een type 2 supergeleider is groter dan de
coherentielengte van de Cooperparen. Daarbij heeft een type 2 supergeleider twee kritische
veldsterktes.
Het gevolg van het feit dat de karakteristieke penetratiediepte van een type 1 supergeleider
kleiner is dan de coherentielengte, is dat een type 1 supergeleider geen externe magnetische
veldlijnen doorlaat, tot aan de kritische veldsterkte. De type 1 supergeleider is dan niet
langer sterk genoeg om de externe magnetische veldlijnen buiten te sluiten, dit stopt de
supergeleidende toestand. Type 2 supergeleider laat tot aan de eerste kritische veldsterkte
geen externe magnetische veldlijnen door. Tussen de twee kritische veldsterktes in neemt de
type 2 supergeleider geleidelijk de magnetische flux van de magnetische veldlijnen op. Deze
Pagina | 18