BAB IX SUPERKONDUKTOR

Transkripsi

1 BAB IX SUPERKONDUKTOR

2 MATERI SUPERKONDUKTIVITAS 9.1. Superkonduktor suhu kritis rendah klasifikasi logam ( isolator, semikonduktor, konduktor,konduktor bagus,superkonduktor) efek Meissner,suhu kritis, medan magnet kritis superkonduktor type superkonduktor type Superkonduktor bersuhu kritis tinggi struktur kristal sel satuan struktur kristal struktur kristal vs suhu pemadaman.

3 INDIKATOR Mengklasifikasi kristal Menjelaskan effek Meissner,suhu kritis dan medan magnet kritis. Membedakan superkonduktor type1 dan type 2. Menjelaskan struktur kristal superkonduktor suhu kritis tinggi. Menjelaskan bidang-bidang kristal dalam sebuah sel satuan dari superkonduktor yang bersuhu kritis tinggi. enentukan kualitas superkonduktor bersuhu kritis tinggi.

4 Superkonduktor Pengertian dan sejarah superkonduktor Ciri-ciri superkonduktor Efek Meissner Superkonduktor Tipe I Superkonduktor Tipe II Penetration depth dan Suhu pemadaman Kelompok superkonduktor Proses pembuatan sampel dan manfaat

5 Pengertian Superkonduktor: material yg tak memiliki hambatan di bawah suatu nilai suhu. Dpt berupa konduktor, semikonduktor atau insulator pd suhu kritis (Tc). Superconductor Logam 0 T(K)

6 Sejarah 1911 H.K Onnes Mercury (Hg) = 0 ; T c = 4,2K 1933 Robert & Meissner Superkonduktor menolak medan magnet (Efek meissner) 1941 Pembuatan superkonduktor campuran varadium-silikon, T c = 16K 1986 Alex Müller & Georg Bednorz Pembuatan superkonduktor bahan isolator (keramik) T c = 30K 1987 Pembuatan superkonduktor suhu tinggi T c = 30K Sampai pd 2002 T c tertinggi 138K

7 Evolusi Tc Room Temp. Tl 2 Ba 2 Ca 2 Cu 3 O x Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O x YBa 2 Cu 3 O 7 HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O x Unsur (Tc ~ 10K) Campuran (Tc ~ 25K) Oksida (Tc ~ 135K) T c (K) 10 1 Pb NbC NbN Nb Nb 3 Sn V 3 Si MgB 2 (La,Sr) 2 CuO 4 (La,Ba) 2 CuO 4 A 3 C 60 Nb 3 Ge (Ba,K)BiO 3 YPt 2 B 2 C Li x -HfNCl PbMo 6 S 8 LiTi 2 O 4 Ba(Pb,Bi)O 3 (BEDT-TTF) 2 Cu(NCS) 2 (BEDT-TTF) 2 I 2 Hg Rb x WO 3 SrTiO 3-x (TMTSF) 2 PF H. K. Onnes Tahun

8 Ciri-ciri superkonduktor = 0 dapat dijelaskan oleh teori BCS Terjadi Efek Meisner

9 Teori BCS Elektron pd superkoduktor (T<Tc) tak dpt menghantarkan listrik, harus berpasangan (Cooper pairs). Padahal mereka memiliki muatan yg sama Alasannya: pd saat elektron bertumbukan dg atom positif, menghasilkan muatan positif konsentrasi kecil pada elektron. Elektron tersebut tertarik oleh elektron lain sehingga membentuk pasangan Cooper. Ketidakmurnian dan kecacatan kristal membantu aliran elektron pasangan Cooper sehingga hambatan listrik = nol).

10 Efek Meissner I am Conductor I am superconductor Medan magnet luar akan menginduksikan arus super menimbulkan medan magnet induksi dlm bahan induksi magnetik total dlm bahan bernilai nol (diamagnet sempurna). 4 M + Ba = 0 Medan Magnet (B)

11 Medan magnet S N Superconductor

12 Suhu kritis dan Medan magnet kritis Suhu kritis (T c ): suhu dimana suatu bahan memiliki sifat superkonduktif Medan magnet kritis (H c ): besar medan magnet yang merubah superkonduktor menjadi konduktor biasa

13 Superkonduktor Tipe I Resistivitas = nol Pd medan magnet yang cukup kecil (< H c ) terjadi efek meissner Pd medan magnet tinggi (>H c ) sifat superkonduktivitas hilang

14 Superkonduktor Tipe I H C Tipe I -4 M superkonduktor normal B C

15 Superkonduktor Tipe II Memiliki 2 nilai medan kritis (B c1 & B c2 ) < B c1 = sifat superkonduktor I B c1 < B < B c2 efek meisnerr parsial > B c2 sifat superkonduktivitas hilang Pd B c1 < B < B c2 tak dpt lagi dijelaskan dengan teori BCS

16 Superkonduktor Tipe II H C Tipe I -4 M Tipe II superkonduktor Efek meissner parsial normal B C1 B C B C2

17 Penetration depth & suhu pemadaman Kedalaman Penetrasi: Panjang jarak medan magnet yang mampu menembus superkonduktor

18 Suhu pemadaman: Suhu dimana superkonduktor akan rusak Å 92 K C C C C

19 Kelompok superkonduktor Superkonduktor suhu kritis rendah: Suhu < 23 K Sudah ditinggalkan karena kurang aplikatif Contoh: Mercury Superkonduktor suhu kritis tinggi (mulai 1987): Suhu > 78 K Sedang dikembangkan Contoh: keramik, YBa 2 Cu 3 O 7-x (0 < x < 0.5)

20 Proses pembuatan sampel dan manfaat superkonduktor

21 Proses pembuatan sampel Y B B a C O C u O YB a C u O x ( 0 x 0. 5 ) Y B B a C O C u O Y B a C u O C O ,5 2 Dipanaskan C (24 jam) Didinginkan sampai suhu kamar Dipanaskan C (24 jam) + O 2 Didinginkan

22 Manfaat Kereta maglev di Jepang. Jaringan transmisi listrik Pembuatan generator Digunakan dalam pembuatan komputer Di bidang militer, HTS-SQUID digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau laut. Digunakan dlm pembuatan motor listrik. MRI, dalam bidang kedokteran. Menggunakan medan magnet dan gelombang radio sehingga lebih aman dibandingkan X-ray Superconducting Quantum Interference Device (SQUID), dapat mendeteksi medan magnet sangat kecil. Dipakai mencari minyak dan mineral

23

24 MATERI SUPERKONDUKTIVITAS 9.1. Superkonduktor suhu kritis rendah klasifikasi logam ( isolator, semikonduktor, konduktor,konduktor bagus,superkonduktor) efek Meissner,suhu kritis, medan magnet kritis superkonduktor type superkonduktor type Superkonduktor bersuhu kritis tinggi struktur kristal sel satuan struktur kristal struktur kristal vs suhu pemadaman.

25 INDIKATOR Mengklasifikasi kristal Menjelaskan effek Meissner,suhu kritis dan medan magnet kritis. Membedakan superkonduktor type1 dan type 2. Menjelaskan struktur kristal superkonduktor suhu kritis tinggi. Menjelaskan bidang-bidang kristal dalam sebuah sel satuan dari superkonduktor yang bersuhu kritis tinggi. enentukan kualitas superkonduktor bersuhu kritis tinggi.