سپر کنڈکٹر کیا ہے: اقسام ، مواد اور پراپرٹیز

سپر کنڈکٹر کیا ہے: اقسام ، مواد اور پراپرٹیز

دھاتیں اور انسولٹر جیسے دو قسم کے مواد ہیں۔ دھاتیں الیکٹرانوں کے بہاؤ کی اجازت دیتی ہیں اور ان کے ساتھ چاندی ، تانبے وغیرہ کی طرح برقی چارج لے جاتی ہیں ، جبکہ انشولیٹرز الیکٹرانوں کو تھام لیتے ہیں اور وہ لکڑی ، ربڑ وغیرہ جیسے الیکٹرانوں کے بہاؤ کی اجازت نہیں دیں گے ، 20 ویں صدی میں ، لیبارٹری کے نئے طریقے تیار کیے گئے تھے۔ طبیعیات دان صفر درجہ حرارت پر مواد کو ٹھنڈا کریں۔ اس نے کچھ عناصر کے بارے میں تفتیش شروع کی تاکہ یہ جان سکے کہ کیسے بجلی سیسہ اور پارا جیسے حالات میں بدلا جائے گا ، کیونکہ وہ بغیر کسی مزاحمت کے ایک خاص درجہ حرارت کے تحت بجلی چلاتے ہیں۔ انہوں نے متعدد مرکبات جیسے سیرامکس سے لے کر کاربن نینوٹوبس تک ایک جیسے سلوک کا انکشاف کیا ہے۔ اس مضمون میں سپر کنڈکٹر کے جائزہ کے بارے میں تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔



سپرکنڈکٹر کیا ہے؟

تعریف: ایسا مواد جو بغیر مزاحمت کے بجلی چلا سکتا ہے اسے ایک سپر کنڈکٹر کے نام سے جانا جاتا ہے۔ زیادہ تر معاملات میں ، مرکبات جیسے کچھ مواد میں ورنہ دھاتی عناصر کمرے کے درجہ حرارت پر کچھ مزاحمت پیش کرتے ہیں ، حالانکہ وہ کم مزاحمت پیش کرتے ہیں درجہ حرارت اس کا اہم درجہ حرارت کہا جاتا ہے۔


سپرکنڈکٹر

سپرکنڈکٹر





الیکٹرانوں کا بہاؤ ایٹم سے ایٹم تک بار بار بعض مخصوص ماد usingوں کا استعمال کرتے ہوئے ایک بار انتہائی اہم درجہ حرارت حاصل ہوجاتا ہے ، لہذا اس مادے کو سپرکنڈکٹو ماد calledی کہا جاسکتا ہے۔ یہ مقناطیسی گونج امیجنگ اور میڈیکل سائنس جیسے متعدد شعبوں میں کام کرتے ہیں۔ مارکیٹ میں دستیاب بیشتر ماد superی سپر کارپوریٹ نہیں ہیں۔ لہذا وہ سپر کنڈکٹو میں بدلنے کے ل energy ان کو انتہائی کم توانائی کی حالت میں ہونا چاہئے۔ موجودہ تحقیق اعلی درجہ حرارت پر سپر کنڈکٹیو میں ترقی کے لئے مرکبات کی نشوونما پر توجہ مرکوز کررہی ہے۔

سپر کنڈکٹروں کی اقسام

سپر کنڈکٹرس کو دو قسموں میں درجہ بندی کیا جاتا ہے یعنی قسم I اور قسم II۔



سوپر کنڈکٹرس کی قسمیں

اقسام کے-سپرکنڈکٹرز

ٹائپ۔ I سوپرکنڈکٹر

اس طرح کے سپرکنڈکٹر میں بنیادی ترسازی حصے شامل ہیں اور ان کو کمپیوٹر پر الیکٹریکل کیبلنگ سے لے کر مائکروچپس تک مختلف شعبوں میں استعمال کیا جاتا ہے۔ اس قسم کے سپرکنڈکٹر اپنی آسانی سے انتہائی آسانی سے کھو دیتے ہیں جب اسے مقناطیسی میدان میں نازک مقناطیسی فیلڈ (Hc) میں رکھا جاتا ہے۔ اس کے بعد ، یہ ایک موصل کی طرح ہوجائے گا۔ اس قسم کی سیمی کنڈکٹرز سپرکنڈکٹیویٹی کے ضائع ہونے کی وجہ سے نرم سپرکنڈکٹرس کے نام بھی رکھے گئے ہیں۔ یہ سپر کنڈکٹرز میسنر اثر کی مکمل اطاعت کرتے ہیں۔ سپر کنڈکٹر مثالوں زنک اور ایلومینیم ہیں۔

قسم دوئم سپرکنڈکٹر

اس طرح کا سپر کنڈکٹر آہستہ آہستہ اپنی سپرکنڈکٹی کو کھو دے گا لیکن اس طرح نہیں کہ بیرونی مقناطیسی میدان میں اس کا اہتمام کیا گیا ہو۔ جب ہم مقناطیسی بمقابلہ مقناطیسی فیلڈ کے مابین گرافیکل نمائندگی کا مشاہدہ کرتے ہیں ، جب دوسری قسم کا سیمی کنڈکٹر مقناطیسی فیلڈ کے اندر رکھا جاتا ہے ، تو وہ آہستہ آہستہ اپنی سپر کامکیوٹی کھو دے گا۔


اس طرح کے سیمک کنڈکٹرس کم اہم مقناطیسی فیلڈ پر اپنی سپرکنڈکٹی کو کھونے لگیں گے اور اعلی سطحی مقناطیسی فیلڈ پر اپنی سپرکنڈکٹی کو مکمل طور پر چھوڑ دیں گے۔ ہلکی تنقیدی مقناطیسی فیلڈ اور اعلی اہم مقناطیسی فیلڈ کے درمیان حالت کو ایک انٹرمیڈیٹ ریاست کہا جاتا ہے بصورت دیگر ورٹیکس حالت۔

اس طرح کے سیمک کنڈکٹر کو سخت سپرکنڈکٹر کے نام سے بھی منسوب کیا گیا ہے اس وجہ سے کہ وہ اپنی سپرکنڈکٹی آہستہ آہستہ کھو دیتے ہیں لیکن محض نہیں۔ یہ سیمیکمڈکٹرز میسنر کے اثر کو مانیں گے لیکن مکمل طور پر نہیں۔ ان کی بہترین مثال ہیں این بی این اور بابی 3۔ یہ سپرکنڈکٹرز مضبوط فیلڈ سپرکنڈکٹنگ میگنےٹ کے لئے لاگو ہیں۔

سپر کامکٹوٹیٹیٹیٹیٹیٹیبلٹی

ہم جانتے ہیں کہ بہت سارے ایسے مادے دستیاب ہیں جہاں ان میں سے کچھ انتہائی برتاؤ کریں گے۔ پارے کو چھوڑ کر ، اصل سپر کنڈکٹر دھاتیں ، سیمی کنڈکٹر وغیرہ ہیں۔ ہر مختلف مادہ تھوڑا متنوع درجہ حرارت پر سپر کنڈکٹر میں تبدیل ہوجائے گا

ان میں سے بیشتر مواد کو استعمال کرنے کا بنیادی مسئلہ یہ ہے کہ وہ صفر کی کچھ ڈگری میں سپر کنڈکٹ کریں گے۔ اس کا مطلب ہے کہ آپ مزاحمت کی کمی سے جو بھی فائدہ حاصل کرتے ہیں اس کو بنیادی جگہ کے اندر ٹھنڈا کرنے میں شامل کرکے آپ کو یقینی طور پر کھو جانا ہے۔

وہ پاور پلانٹ جو آپ کے گھر کو نیچے کی طرف بجلی حاصل کرتا ہے پھر سپر کنڈکٹنگ تاروں پر زور سے شور مچائے گا۔ لہذا یہ بہت زیادہ مقدار میں ختم ہونے والی توانائی کا تحفظ کرے گا۔ تاہم ، اگر آپ صفر کو مکمل کرنے کے لئے پلانٹ کے اندر موجود تمام تر حصوں اور ٹرانسمیشن تاروں کو ٹھنڈا کرنا چاہتے ہیں تو ، شاید آپ زیادہ توانائی ضائع کردیں گے۔

سپرکنڈکٹر کی خصوصیات

سپر کنڈکٹنگ مادے میں کچھ حیرت انگیز خصوصیات دکھائی جاتی ہیں جو موجودہ ٹکنالوجی کے لئے ضروری ہیں۔ ان خصوصیات کو تسلیم کرنے اور ان کے مختلف شعبوں میں استعمال کرنے کے لئے ابھی بھی تحقیقات جاری ہیں جو ذیل میں درج ہیں۔

  • لامحدود چالکتا / زیرو الیکٹرک مزاحمت
  • Meissner اثر
  • منتقلی درجہ حرارت / تنقیدی درجہ حرارت
  • جوزفسن کرینٹس
  • تنقیدی موجودہ
  • مسلسل دھارے

لامحدود چالکتا / زیرو الیکٹرک مزاحمت

سپر کنڈکٹنگ کی حالت میں ، سپر کنڈکٹنگ میٹریل برقی مزاحمت کو واضح کرتا ہے۔ جب ماد .ہ کو اس کے منتقلی درجہ حرارت کے تحت ٹھنڈا کیا جاتا ہے ، تب اس کی مزاحمت اچانک کم ہوجائے گی۔ مثال کے طور پر ، مرکری 4k کے نیچے صفر مزاحمت ظاہر کرتا ہے۔

Meissner اثر

جب ایک سپر کنڈکٹر کو شدید درجہ حرارت کے تحت ٹھنڈا کیا جاتا ہے ، تو پھر وہ مقناطیسی میدان کو اس میں جانے کی اجازت نہیں دیتا ہے۔ سپر کنڈکٹرز میں یہ واقعہ Meissner اثر کے نام سے جانا جاتا ہے۔

منتقلی درجہ حرارت

اس درجہ حرارت کو اہم درجہ حرارت بھی کہا جاتا ہے۔ جب سپر کنڈکٹنگ ماد materialے کا نازک درجہ حرارت چلانے والی حالت کو معمول سے سپرکنڈکٹنگ میں تبدیل کرتا ہے۔

جوزفسن کرنٹ

اگر دو سپرکنڈکٹر موصلیت والے مواد میں پتلی فلم کی مدد سے تقسیم ہوجاتے ہیں ، تو یہ تانبے کی جوڑی والے الیکٹرانوں کو ڈھونڈنے کے ل low کم مزاحمت کا ایک جنکشن بناتا ہے۔ یہ جنکشن کی ایک سطح سے دوسری سطح تک سرنگ کرسکتا ہے۔ لہذا کوپر جوڑوں کے بہاؤ کی وجہ سے موجودہ جوزفسن کرنٹ کے نام سے جانا جاتا ہے۔

تنقیدی موجودہ

جب موجودہ کے ذریعے فراہم کردہ ڈرائیور سپر کنڈکٹنگ کی حالت میں ، پھر مقناطیسی میدان تیار کیا جاسکتا ہے۔ اگر موجودہ بہاؤ ایک خاص شرح سے آگے بڑھ جائے تو مقناطیسی فیلڈ میں اضافہ کیا جاسکتا ہے ، جو موصل کی اہم قیمت کے مترادف ہے جس پر یہ اپنی معمول کی حالت میں واپس آجاتا ہے۔ موجودہ قدر کے بہاؤ کو نازک موجودہ کے طور پر جانا جاتا ہے۔

مسلسل دھارے

اگر کسی سپر کنڈکٹر کی انگوٹی کو اس کے اہم درجہ حرارت سے اوپر مقناطیسی میدان میں ترتیب دیا جاتا ہے تو ، موجودہ وقت میں سپر کنڈکٹر کی انگوٹی کو اس کے شدید درجہ حرارت میں ٹھنڈا کردیں۔ اگر ہم اس فیلڈ کو ختم کرتے ہیں تو پھر اس کی خودمختاری کی وجہ سے موجودہ کی روانی انگوٹی کے اندر پیدا ہوسکتی ہے۔ لینز قانون سے ، حوصلہ افزائی موجودہ بہاؤ میں تبدیلی کی مخالفت کرتی ہے جو رنگ میں بہتی ہے۔ جب انگوٹی کو ایک سپر کنڈکٹنگ حالت میں رکھا جاتا ہے ، تو موجودہ کی روانی کو بہاؤ کو جاری رکھنے کے لئے آمادہ کیا جائے گا جس کا نام مستقل موجودہ ہے۔ یہ موجودہ مسلسل انگوٹی میں بہاؤ کو بہاؤ بنانے کے لئے مقناطیسی بہاؤ پیدا کرتا ہے۔

سیمیکمڈکٹر اور سپر کنڈکٹر کے مابین فرق

سیمیکمڈکٹر اور سپر کنڈکٹر کے درمیان فرق ذیل میں زیربحث ہے۔

سیمیکمڈکٹر

سپرکنڈکٹر

سیمیکمڈکٹر کی مزاحمتی صلاحیت محدود ہےایک سپر کنڈکٹر کی مزاحمتی صلاحیت صفر برقی مزاحمتی ہے
اس میں ، الیکٹران سے سرکشی کی وجہ سے حد سے زیادہ مزاحمت ہوتی ہے۔اس میں ، الیکٹران کی کشش مزاحمتی صلاحیت کو ختم کرنے کا باعث بنتی ہے
سپر کنڈکٹر مکمل ڈائمنگنیٹزم نہیں دکھاتے ہیںسوپر کنڈکٹرز مکمل ڈائمنگنیٹزم دکھاتے ہیں
سپر کنڈکٹر کا توانائی فرق کچھ eV کی ترتیب ہے۔

سپر کنڈکٹرز کا توانائی فرق 10 ^ -4 eV کی ترتیب کا ہے۔
سپر کنڈکٹرز میں فلوکس کوانٹائزیشن 2e یونٹ ہے۔سپر کنڈکٹر کا یونٹ ای ہے۔

سپر کنڈکٹر کی درخواستیں

سپر کنڈکٹرز کی درخواستوں میں درج ذیل شامل ہیں۔

  • یہ جنریٹرز ، ذرہ ایکسلریٹرز ، نقل و حمل ، بجلی کی موٹریں ، کمپیوٹنگ ، میڈیکل ، بجلی کی ترسیل ، وغیرہ
  • سوپرکنڈکٹر بنیادی طور پر ایم آر آئی اسکینرز میں طاقتور برقی مقناطیس بنانے کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ تو یہ تقسیم کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے. انہیں مقناطیسی اور غیر مقناطیسی مواد کو الگ کرنے کے لئے بھی استعمال کیا جاسکتا ہے
  • یہ موصل طویل فاصلے تک بجلی منتقل کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے
  • میموری یا اسٹوریج عناصر میں استعمال کیا جاتا ہے۔

عمومی سوالنامہ

1) سپر کنڈکٹرز کو سردی کیوں پڑتی ہے؟

توانائی کا تبادلہ ماد .ے کو گرم تر بنائے گا۔ لہذا سیمیکمڈکٹر کو ٹھنڈا کرنے سے ، الیکٹرانوں کو تقریبا دستک کرنے کے لئے تھوڑی بہت توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔

2). کیا سونا ایک سپر کنڈکٹر ہے؟

کمرے کے درجہ حرارت پر بہترین موصل سونے ، تانبے اور چاندی کو بالکل بھی سپر کنڈکٹنگ میں تبدیل نہیں کرتے ہیں۔

3)۔ کیا کمرے کا درجہ حرارت والا سپر کنڈکٹر ممکن ہے؟

کمرے کے درجہ حرارت پر ایک سپر کنڈکٹر دکھانے کے قابل ہے superconductivity درجہ حرارت پر کے ارد گرد 77 ڈگری فارن ہائیٹ

4)۔ سپر کنڈکٹرز میں کوئی مزاحمت کیوں نہیں ہے؟

ایک سپر کنڈکٹر میں ، بجلی کے خلاف مزاحمت ایٹموں کی کمپن اور خامیوں کی وجہ سے غیر متوقع طور پر صفر پر گر پڑتا ہے جب ضروری ہے کہ الیکٹران اس کے ذریعے سفر کرتے ہیں تو مواد کے اندر مزاحمت پیدا ہوتی ہے۔

5)۔ ایک سپر کنڈکٹر ایک بہترین ڈایگمینیٹ کیوں ہے؟

جب سپر کنڈکٹنگ ماد materialی کو مقناطیسی میدان میں رکھا جاتا ہے ، تو پھر وہ اس کے جسم سے مقناطیسی بہاؤ پھینک دیتا ہے۔ جب اہم درجہ حرارت کے تحت ٹھنڈا ہوتا ہے تو پھر یہ مثالی ڈائی امیگنیٹزم ظاہر کرتا ہے۔

اس طرح ، یہ سب سپر کنڈکٹر کے جائزہ کے بارے میں ہے۔ ایک سپر کنڈکٹر بجلی کا انتظام کرسکتا ہے ورنہ بغیر کسی مزاحمت کے الیکٹرانوں کو ایک ایٹم سے دوسرے میں منتقل کرسکتا ہے۔ یہاں آپ کے لئے ایک سوال ہے ، ایک سپر کنڈکٹر کی کیا مثالیں ہیں؟
.