Основное свойство сверхпроводников — нулевое электрическое сопротивление при сверхнизких (криогенных) температурах. Разделение сверхпроводников на низко- и высокотемпературные (НТСП и ВТСП) условно и говорит скорее о разнице в используемых при производстве технологиях и материалах.
Главная особенность сверхпроводников — в том, что тонкая проволока или лента может нести в сильных магнитных полях токи зарядом в несколько тысяч ампер на 1 мм2 — показатель, совершенно недостижимый для нормально проводящих материалов. Сверхпроводники позволяют создавать сильные магнитные поля, передавать большие мощности, причем в очень компактных габаритах — отличаясь от обычных проводов на порядки. Прикладные применения сверхпроводников — энергетика, установки мегасайенс, где нужны сильные магнитные поля, транспорт и др.
Развитие направления сверхпроводимости стимулирует развитие смежных областей знаний. Сверхпроводники работают при низких температурах, значит, необходимы создание и ускоренное развитие криогенных систем. Есть риск разрушения оборудования при переходе сверхпроводников в резистивное состояние — создаются автоматические системы обнаружения перехода и защиты от его последствий. И так далее.
НТСП выпускаются на базе металлов, сплавов и интерметаллидов. Основная сложность их использования — необходимость поддерживать сверхнизкую (ниже -250 °C) температуру. У ВТСП (монокристаллы, керамики, пленки) сверхпроводимость появляется при относительно высоких температурах, например, при температуре жидкого азота (-195,75 °C). Однако «плата» за это — сложность технологии изготовления и высокая стоимость конечного продукта. Особенно это характерно для ленточных ВТСП, представляющих собой многослойные структуры: на подложку последовательно напыляются слои, обеспечивающие сверхпроводимость, а затем добавляются стабилизирующие слои серебра, меди и др.
Специфика отношения к сверхпроводникам в том, что все понимают их перспективность, но не все хотят использовать из-за дороговизны и усложнения оборудования. Один метр ленты ВТСП шириной 4 мм стоит $ 80−100. Обычный медный проводник стоит на порядки меньше.
Полный материал читайте в «Атомном эксперте».
