Физики из Национального центра научных исследований в Гренобле (Франция) под руководством Бустерре Этьена (Busterret Etienne) впервые получили сверхпроводящий материал на основе кремния, сообщает PhysicsWeb. Новый кремниевый материал, содержащий 9% атомов бора, начинает проявлять сверхпроводящие свойства при температуре 0,35 К....

Читать статью на CNews

В данной статье показано, что кроме тепловых колебаний атомов, влияющих на проводимость металлов-сверхпроводников при низких температурах (теория БКШ), существенное влияние на появление сверхпроводимости должно оказывать число электронов, отданых в зону проводимости каждым атомом кристаллической решетки,и взаимодействием этих электронов в зоне проводимости.

Введение.
Почему решили связать появление сверхпроводимости с тепловыми колебаниями атомов решетки? Потому, что материалы изотопов элемента имели разные температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Конечно такая зависимость есть но она незначительна. Сверхроводимость не зависит от типа решетки. Вокруг сверхпроводника ниобия в таблице элементов много проводников, но не сверх. А тепловые колебания их атомов практически такие же. Почему же у других металлов сверхпроводимость не обнаруживается? Тепловые колебания атомов не главный механизм сверхпроводимости!
Проводимость конечно зависит от температуры. Но у меди, серебра почему-то при самых низких температурах сверхпроводимость не наблюдается, а у проводника ниобия, который проводит значительно хуже меди и серебра-сверхпроводимость есть. Есть она и у более тяжелого свинца с типом кристаллической решетки меди. Значит не тепловые колебания главные здесь, а какие-то процессы в зоне проводимости. Для их рассмотрения необходимо знать число электронов, отдаваемое каждым атомом решетки в зону проводимости.
Авторы БКШ утверждают, что в сверхпроводимости участвует каждый десятитысячный электрон , а согласно теории твердого тела в простой проводимости участвует от одного до примерно трех электронов от атома или грубо каждый десятый или сотый электрон. Тем не менее токи сверхпроводимости значительно больше токов обычной проводимости! Что-то происходит с электронами в зоне проводимости! Задача поставлена.

Решение этой задачи на качественном уровне.
Зона проводимости представляется мне как поверхность ячейки Вигнера-Зейтца, которая располагается между атомами кристаллической решетки. А больше электрону проводимости и негде находиться, как только на этой поверхности. При переходе в сверхпроводящее состояние в зоне проводимости электроны должны образовать коллектив или стать зависимыми друг от друга. Значит в зоне проводимости число электронов отданное атомом должно быть значительным по сравнению с медью, никелем или серебром,которые не сверхпроводники. Число электронов проводимости в металлах-элементах приводится в работе - http://kristall.lan.krasu.ru/Science/publ_grodno.html
У ванадия,ниобия и тантала по 5 электронов проводимости на атом и соответственно температуры переходов Тс=5,30...9,26 и 4,48К. У; гафния, титана и циркония по 3 электрона, а Тс=0,09...0,39 и 0,65К. Посмотрим таблицу элементов справа там свинец, олово - по 4-5 электронов и алюминий, галий, индий, талий у которых по 2-3 электрона, а Тс=1,196...1,091...3,40...2,39 соответственно. У свинца и олова Тс=7,19 и 3,72 соответственно. Что и требовалось доказать. Так как зона
проводимости поверхность, а электроны обладают спинами, то по моему организация электронов проводимости в коллектив идет посредством взаимодействия через спины.

Я здесь хочу сказать, что электроны проводимости конечно как-то объединяются, но только не так как в БКШ, когда они начинают заигрывать на расстоянии в несколько тысяч атомов между которыми находятся еще больше электронов и после этого "спариваются". Ясно и то,что число энергетических уровней в зоне проводимости не равно числу электронов проводимости (как в квантовой механике), а составляет величину равную числу электронов проводимости от атома
кристаллической решетки, т.е. 1-5 или чуть больше.

Электроны проводимости вносят низкий вклад в теплоемкость металла (закон Дюлонга-Пти). Теоретический же расчет по модели Друде показывает,что
вклад электронов в теплоемкость должен быть значительным. Предположительно, в реальном пространстве, зона проводимости должна находится в районе поверхности ячейки Вигнера-Зейтца. Грубо, она напоминает собой пчелиные соты. Поэтому электроны проводимости вносят низкий вклад в теплоемкость металла, т.к. они по сути находятся в пространстве двумерном со сложной поверхностью. Здесь ошибка Друде. А периодичность для электрона проводимости в кристалле связана не столько с постоянной решетки, сколько со стереометрией гибридных (валентных) орбиталей атомных остовов. Смотри осциляции
в опытах де-Гааза-ван-Альфена по исследованию поверхности Ферми.

Выводы:
Согласно выше изложенного. Для повышения Тс в металлах могу предложить следующее. Отрицательно зарядить металлический образец и испытать его.

Литература:
1. К вопросу о металлической связи в плотнейших упаковках химических элементов http://kristall.lan.krasu.ru/Science/publ_grodno.html
2. Сверхпроводимость: позавчера, вчера, сегодня, завтра http://fpfe.fizteh.ru/tvor/cond.html

Приложение1.
О предпосылках к открытию сверхпроводимости в дибориде магния и в алмазах смотрите на русском и на английском

С уважением! Г.Г.Филипенко.

Кремний не перестает нас удивлять!

Но 0,35К это, конечно же, очень мало.
Как минимум до жидкого азота надо догнать, а ещё лучше - до комнатной температуры... =)

Да, и 6% бора... это тоже плохо.
Насколько я понимаю это уже поликремний, или вообще твердый раствор, потому что монокристаллов таких не бывает.
Предельная растворимость бора в кремнии на много порядков меньше.
Так что даже если до комнатной температуры догонят - процессор сделать не получится.

Все вновь открытые сверхпроводники-диборид магния, кремний и алмаз содержатся, и легированы бором, в сериях Штермера!


Серии Штермера.Сигналы зонда.
Поиск внеземных цивилизаций


ПРОЕКТ расшифровки


Явление изложено К.Штермером в его труде "Проблема
полярных сияний" в разделе под заголовком "Эхо коротких
волн, приходящих через много секунд, после основного
сигнала".
В 1928г. радиоинженер Иорген Хальс из Бигдё близ Осло со-
общил К.Штермеру о странном радиоэхо, принимаемом через 3
секунды по прекращении основного сигнала, кроме того
принималось обычное эхо, обегающее Землю за 1/7 секунды.
В июле профессор Штермер переговорил с доктором Ван-дер-
Полем в Эйндховене и они решили: осенью провести опыты и
посылать каждые 20 секунд телеграфные сигналы
незатухающими волнами три тире один за другим. 11 октяб-
ря 1928 года в 15.30-16.00 К.Шгермер услышал эхо "не
подлежащее никакому сомнению", сигналы были
продолжительностью 1,5-2 секунды на незатухающих волнах
длиной 31,4 метра.
Штермером и Хальсом были записаны промежутки времени меж-
ду основным сигналом и таинственным отголоском
15,9,4,8,13,8,12,10,9,5,8,7,6
12,14,14,12,8
12,5,8
12,8,5,14,14,15,12,7,5,5,13,8,8,8,13,9,10,7,14,6,9,5
9
Атмосферные нарушения в это время были незначительны.
Частота отголосков была равна частоте основного сигнала.
Природу отголосков К.Штермер объяснил отражением
радиоволн от слоев ионизированных Солнцем частиц. Но!
Профессор Стенфордского электротехнического университета
Р.Брейсуэлл своевременно предположил о возможности
информационной
связи посредством космических радиозондов между более или
менее развитыми цивилизациями в космосе. С этой точки
зрения о расшифровках серий Штермера можно прочитать в
журналах: "Смена"№2 1966г. Москва, "Астронавтика и
аэронавтика" №5 1973г. США, "Техника молодежи" №4 1974 и
№5 1977г. Москва, т.п.
Автором этой работы предлагается следующая расшифровка:
заменим цифры в сериях на химические символы элементов с
соответствующими зарядами ядра атома.
1) PFBeOAlOMgNeFBONC
2) MgSiSiMgO
3) MgBO
4) MgOBSiSiPMgNBBAlOOOAlFNeNSiCFB
5) F
Невооруженным глазом видно, что вторая серия повторяется
в начале четвертой с той лишь разницей, что в четвертой
кремний легирован бором и фосфором, т.е. создан "р-n
переход" какого-то диода. Третья серия- получение чисто-
го бора воздействием магния на борный ангидрид.



B2O3 + Mg =B+.....

Автор излагаемой гипотезы, когда-то писал дипломную
работу по карбидокремниевым светодиодам, поэтому
концовка четвертой серии наиболее проста -это современный
светодиод. Карбид кремния легирован азотом и бором с
каким-то "участием" фтора. Примерно также легируется в
лабораториях "Другой цивилизации" с "участием фтора"
алмаз, что видно в конце первой серии. В середине чет-
вертой серии корунд основа рубина, также легирован бором,
азотом и фтором. В пятой серии просто выделен фтор, как
полезный, но очень агрессивный газ. Инертный неон,
очевидно, разделяет оптоэлектронные приборы.
В заключении отметим некоторые повторяющиеся применения
у ''них'' либо фтор как-то способствует диффузии бора,
либо электронным процессам в запрещенных зонах алмаза,
карбида кремния; почему-то применяются магниевые
контакты. В 1928г. на Земле полупроводниковые приборы не
применялись, что доказывает внеземное происхождение
вышеизложенной информации.
http://home.ural.ru/~filip
Ленинград 1978г. Г.Г.Филипенко

Все здесь написанное сделано в свободное от работы время и абсолютно бесплатно.