Hg- Tabanlı Süperiletkenler

1993 yılında keşfedilen Civa bazlı HTS süperiletkenler bilinen en yüksek Tc değerine sahip sistemdir. Literatürde HgmBa2CanCun+1O2n+4 (n = 0, 1, 2) genel formülü ile verilirler ve m=1 olmak üzere toplamda 6 temel fazı bulunmaktadır. Kristal yapıları BSCCO süperiletken ailesi ile büyük benzerlik göstermektedir ve BSCCO’da olduğu gibi Cu-O düzlem sayısının artmasıyla kritik sıcaklık değerleri artmaktadır. Fazların hepsi tetragonal simetriye sahiptir. Mevcut altı farklı fazdan, Hg-1201 fazının 97 K, Hg-1212 fazının 128 K, Hg-1223 fazının 133 K, Hg-1234 fazının 127 K, Hg-1245 fazının 110 K ve Hg-1256 fazının da geçiş sıcaklığı Tc 107 K civarındadır. Bununla birlikte m=2 için ise üç farklı fazı bulunmaktadır. Hg-2212 fazı 44 K, Hg-2223 fazı ve Hg-2234 fazı içinde geçiş sıcaklığı Tc 114 K’dir. Ancak süperiletken sistemde elektriksel direnç basınç ile değişim göstermektedir. Yüksek basınç altında yapılan ölçümlerde Tc’nin 164 K’ye kadar çıktığı gözlenmiştir. Civa tabanlı süperiletken sistemde süperiletken durumda baskın yük taşıyıcıların holler olduğu bilinmektedir. Bu malzemelerin en önemli dezavantajları ise aşırı toksik olmalarıdır. İnsan sağlığına ve çevreye olan bu olumsuz etkilerinden dolayı bu malzemelere olan ilgi önemli ölçüde azalmıştır ve çalışmaların büyük çoğunluğu laboratuar ölçekli kalmıştır. Yüksek Tc değerlerine rağmen bu olumsuzluklarından dolayı teknolojik kullanımı oldukça kısıtlıdır. Genel olarak katıhal yöntemi kullanılarak çevre ile ilişkisi kesilmiş bir ortamda (kapalı quartz ampuller içinde) ısıl işlemler yapılarak hazırlanmaktadırlar.


Hg-1201, Hg-1212 ve Hg-1223 fazlarının (soldan-sağa doğru) birim hücreleri örnek olması açısından verilmiştir.

1993 yılında keşfedilen Civa bazlı HTS süperiletkenler bilinen en yüksek Tc değerine sahip sistemdir. Literatürde HgmBa2CanCun+1O2n+4 (n = 0, 1, 2) genel formülü ile verilirler ve m=1 olmak üzere toplamda 6 temel fazı bulunmaktadır. Kristal yapıları BSCCO süperiletken ailesi ile büyük benzerlik göstermektedir ve BSCCO’da olduğu gibi Cu-O düzlem sayısının artmasıyla kritik sıcaklık değerleri artmaktadır. Fazların hepsi tetragonal simetriye sahiptir, Şekil 9. Mevcut altı farklı fazdan, Hg-1201 fazının 97 K, Hg-1212 fazının 128 K, Hg-1223 fazının 133 K, Hg-1234 fazının 127 K, Hg-1245 fazının 110 K ve Hg-1256 fazının da geçiş sıcaklığı Tc 107 K civarındadır. Bununla birlikte m=2 için ise üç farklı fazı bulunmaktadır. Hg-2212 fazı 44 K, Hg-2223 fazı ve Hg-2234 fazı içinde geçiş sıcaklığı Tc 114 K’dir. Ancak süperiletken sistemde elektriksel direnç basınç ile değişim göstermektedir. Yüksek basınç altında yapılan ölçümlerde Tc’nin 164 K’ye kadar çıktığı gözlenmiştir. Civa tabanlı süperiletken sistemde süperiletken durumda baskın yük taşıyıcıların holler olduğu bilinmektedir. Bu malzemelerin en önemli dezavantajları ise aşırı toksik olmalarıdır. İnsan sağlığına ve çevreye olan bu olumsuz etkilerinden dolayı bu malzemelere olan ilgi önemli ölçüde azalmıştır ve çalışmaların büyük çoğunluğu laboratuar ölçekli kalmıştır. Yüksek Tc değerlerine rağmen bu olumsuzluklarından dolayı teknolojik kullanımı oldukça kısıtlıdır. Genel olarak katıhal yöntemi kullanılarak çevre ile ilişkisi kesilmiş bir ortamda (kapalı quartz ampuller içinde) ısıl işlemler yapılarak hazırlanmaktadırlar.

Ancak yapılan bazı uygulamalarda örneğin; saçtırma teknikleri kullanılarak üretilen ince filmlerinin ultra hızlı radyasyon detektörü, elektronik devrelerde mikro köprü ve karıştırıcı (mixer) üretimi için oldukça uygun olduklarını ortaya koymaktadır. Fakat öteki yüksek Tc süperiletkenlerin foton algılamada sahip olduğu bazı sınırlayıcı etkilerin civa tabanlı süperiletkenler de geçerli olmadığı deneysel çalışmalarla ortaya konmuştur. Ancak gelecekte özellikle sıvı He temininde ortaya çıkacak zorluklar ilginin tekrar bu malzemelere dönebileceğini göstermektedir.