منیزیم دی بورید

منیزیم دی بورید ( به انگلیسی: Magnesium diboride ) با فرمول شیمیایی MgB۲ یک ترکیب شیمیایی، غیرآلی، غیرقابل حل در آب و خاکستری خیلی تیره است؛ که جرم مولی آن ۴۵٫۹۳ g/mol می باشد. علت جلب توجه این ترکیب ، ابررسانایی آن در دمای ۳۹ کلوین ( ۲۳۴ - درجهٔ سانتی گراد ) می باشد. از نظر ترکیب، با بقیه ابررساناهای دما پایین، که عمدتاً شامل فلز واسطه است، تفاوت چشمگیری دارد. مکانیزم ابررسانایی آن ابتدا با نظریه بی سی اس بیان شد.
خواص ابررسانایی منیزیم دی بوراید در سال ۲۰۰۱ کشف شد. [ ۱] نقطه بحرانی آن ( Tc ) ۳۹ کلوین ( −۲۳۴ درجه سلسیوس؛ −۳۸۹ درجه فارنهایت ) در بین ابررساناهای سنتی بالاترین است؛ و این در بین ابررساناهای سنتی معمول نیست. ساختار الکترونی آن به گونه ای است که دو نوع الکترون در تراز فرمی با رفتارهای کاملاً متفاوت وجود دارد؛ که یکی از آن ها ( پیوند سیگما ) با شدت قوی تری از دیگری ( پیوند پای ) دارای خاصیت ابررسانایی است. این موضوع با نظریه های معمول ابررسانایی فونون واسطه که رفتار همهٔ الکترون ها را یکسان در نظر می گیرد، در مغایرت است. درک تئوری از خصوصیات منیزیم دی بورید، تقریباً با مدلسازی دو شکاف انرژی حاصل شده است. در سال ۲۰۰۱ به به علت شباهت رفتاری بیشتر به ابررسانای فلزی تا یک ترکیب شیمیایی ابررسانا، موردتوجه قرار گرفت. [ ۲]
با استفاده از تئوری BCS و شکافهای انرژی شناخته شده باندهای الکترونی پی و سیگما ( به ترتیب ۲/۲و ۷/۱مگا الکترون ولت ) باندهای الکترونی پی و سیگما دارای دوطول پیوستگی متفاوت است. ( به ترتیب ۵۱ و ۱۳ نانومتر ) . عمق نفوذ لاندن متناظر۳۳/۶و۴۷/۸ نانومتر می باشد. [ ۳] و این به معنی آن است که پارامترهای گینزبرگ - لاندائو به ترتیب۰. /۰۲ ±۰/۶۶و۳/۶۸ست. اولی کمتر از۲√/۱ و دومی بیشتر از آن است؛ بنابراین به نظر می رسداولی ابررسانایی نوعI مرزی و دومی ابررسانایی نوع II را نشان می دهد. پیش بینی شده است زمانی که دو پیوند الکترونی متفاوت دو شبه ذرات را تولید می کنند یکی از آن ها دارای طول پیوستگی است که ابررسانایی نوعI و دیگری نوع II را نمایانگر می شو، پس در موارد خاص گرداب ها در فواصل طولانی جذب و در فواصل کوتاه دفع می کنند. [ ۴] به طور خاص، انرژی پتانسیل بین گردابه ها در فاصله بحرانی به حداقل می رسد. در نتیجه یک مرحله جدید مفروض وجود دارد به نام حالت نیمه مایسنر، که در آن گردابه ها با فاصله بحرانی جدا می شوند. وقتی شار اعمال شده خیلی کوچک باشد برای آنکه کل ابررساناها بتوانند با شبکه گردابهایی که با فاصله بحرانی جدا شده اند پر شوند، مناطق بزرگی از ابررسانایی نوع I، حالت مایسنر وجود دارد که این دامنه ها را جدا می کند. تصدیق های آزمایشی برای این فرضیه اخیرادر آزمایش منیزیم دی بورید در ۴/۲ کلوین به دست آمده است. نویسنده ها وجود قطعی رژیم هایی با دانسیته هایی به مراتب بالاتر از گردابه هارا دریافتند. در حالی که تنوع معمول در فاصله بین گردابهای ابریکوسوف در یک ابررسانای نوع II در مقیاس ۱ درصد است، آنها گستره ای از ۵۰درصدرا یافتند، مطابق با این ایده که گردابها با دامنه هایی که ممکن است با فاصله بحرانی از هم جدا شوند، مونتاژ می شوند. عبارت ابررسانایی نوع ۱/۵ برای این حالت ابداع شد.