Нитрид - ниобий
Cтраница 4
Особую группу составляют так называемые сверхпроводящие болометры. Они основаны на физическом принципе сверхпроводимости, заключающемся в том, что для металлов в их нормальном состоянии при очень низких температурах величина ТК С ( Рт) стремится к нулю. В качестве таких сплавов используются тантал, нитрид ниобия. Температура чувствительного слоя выбирается близкой к абсолютному нулю. Приемники такого типа имеют постоянную времени меньше, а чувствительность больше, чем обычные термоэлементы и болометры, но конструктивная сложность препятствует их практическому применению. [46]
Например, согласно неопубликованным результатам нейтронографических исследований, выполненных авторами обзора [7], параметр решетки весьма крупных частиц А1 средним диаметром 400 А равен 4 02 А вместо 4 0496 4 для массивного металла. Вопреки утверждениям этих авторов, такое большое сокращение параметра решетки никак не может быть обусловлено действием поверхностного натяжения. Обнаруженное нейтронографическим методом сокращение параметра кубической решетки нитрида ниобия с а 0 4395 нм до а 0 4382 нм при уменьшении области когерентного рассеяния до - 40 нм [529] также нельзя объяснить только действием поверхностного натяжения. [47]
В системе Nb - N установлено существование соединений Nb2N, Nb4N3 и NbN. Соединение Nb4N3 получают, нагревая NbN в аргоне с соответствующим количеством ниобия при температуре 1700 С. Нитрид ниобия состава NbN имеет две модификации: e - NbN, кристаллизующуюся в гексагональной структуре и существующую даже при повышенном давлении азота ( 160 атм) до температуры 1300 С. [48]
Это различие может быть обусловлено разной концентрацией валентных электронов в рассматриваемых соединениях, определяемых как общее число всех внешних электронов компонентов соединения. Для нитрида циркония стехиометрического состава концентрация валентных электронов равна 9 или 4 5 эл / апгом ( так же, как для NbC и ТаС), а для нитрида ниобия - 5 эл / апгом. Отклонение от стехиометрического состава снижает электронную концентрацию. Интересно отметить, что Тк нитрида ниобия у нижней границы области гомогенности кубической фазы ( около состава NbN 82), которой отвечает электронная концентрация около 4 5 эл / апгом, почти соответствует Тк нитрида циркония стехиометрического состава, характеризующегося таким же значением электронной концентрации. [49]
В то же время полное количество нитридов ниобия при увеличении давления азота изменялось незначительно. Nb jN, Ta N и NbpN в Ta N - t ( p 6), причем концентрация двух последних была значительно меньше концентрации двух первых кластеров. [50]
Однако общая концентрация коллективизированных электронов уменьшается вследствие большего статистического веса - состояний. В результате этого уменьшается концен - - трация носителей тока, что обусловливает при обычных температурах относительно высокое электросопротивление нитридов, а при-низких температурах - переход к сверхпроводимости. Такой переход возможен вследствие образования в решетке нитрида своеобразных энергетических каналов, ограниченных стабильными db - и / - состояниями. Так как статистический вес - состояний максимален у ниобия, имеющего в состоянии изолированного атома конфигурацию валентных электронов dV, при сравнительно небольшом нарушении - состояний вследствие образования 4 / - состояний, то нитрид ниобия NbN обладает наиболее высокой точкой перехода к сверхпроводимости Тк 15 6 К. [51]
 |
Микроструктура пленки из нитрида ниобия. [52] |
Надо только испортить сверхпроводник, создать в нем какие-то дефекты. Дефекты обычно возникают сами по себе в результате механической или термической обработки материала. На рис. 25.6, например, показана электронномикроскопическая фотография пленки нитрида ниобия ( критическая температура которой 15 К), полученной напылением металла на стеклянную пластинку. Ясно видна зернистая ( столбчатая) структура материала. Перескочить через границу зерна вихрю довольно сложно. Вот почему до определенного значения тока ( его называют критическим током) вихри остаются неподвижными. Электрическое сопротивление в таком случае равно нулю. [53]
Страницы: 1 2 3 4