마티아스 규칙

Matthias rules
마티센의 규칙과 혼동하지 마세요.

물리학에서 마티아스 규칙은 초전도체를 찾는 방법에 대한 경험적 지침의 역사적 집합을 나타냅니다.이 규칙들은 베른트 T가 작성되었습니다. 1950년대와 1960년대에 이러한 원리를 이용하여 수백 개의 초전도체를 발견한 마티아스.이러한 규칙으로부터의 편차는 1970년대 말부터 비전통적 초전도체의 발견과 함께 발견되었습니다.

역사

추가 정보:초전도의 역사

초전도 현상은 1911년에 거의 절대적인 [1][2][3]0도 온도에 도달하는 새로운 기술을 개발한 Heike Kamerlingh Onnes와 Gilles Holst에 의해 고체 수은에서 처음 발견되었습니다.

이후 수십 년 동안 초전도성은 여러 다른 물질에서 발견되었습니다; 1913년에는 7K에서 납, 1930년에는 10K에서 니오븀, 1941년에는 16K에서 질화 니오븀입니다.

1933년, 발터 마이스너와 로버트 오치센펠트는 초전도체가 적용된 자기장을 방출한다는 것을 발견했는데, 이 현상은 마이스너 효과로 알려지게 되었습니다.

베른트 T. 마티아스와 존 케네스 헐름은 엔리코 페르미의 격려를 받아 1950년대에 체계적인 실험 조사를 시작하여 다른 원소와 화합물에서 초전도체를 찾았습니다.이러한 이유로, 그들은 마이스너 [4][5]효과에 기초한 기술을 개발했습니다.

1954년 테오도르 H. 게발레와 공동으로, 마티아스는 [6][5]약 18K의 가장 높은 알려진 전이 온도를 가진 니오븀-주석(NbSn3)에서 초전도성을 발견하면서 기록을 깼습니다. 나중에 마티아스는 초전도 합금을 찾기 위해 일반적인 경험적 특성을 고안하려고 시도했습니다.같은 해에 그는 "마티아스 규칙"[5][7]이라고 알려진 그의 유명한 지침의 첫 번째 버전을 출판했습니다.마티아스는 1962년에 불순물이나 [5]재료의 결함으로 인해 그의 규칙에서 약간 벗어난 것을 보여줄 수 있었습니다.그의 법칙을 이용하여, 마티아스와 공동 연구자들은 1965년에 기록적인 임계 온도가 20 [8][9]K 이상인 니오븀-게르마늄(NbSn3)을 발견했습니다.

마티아스는 [5][10]1957년에 그의 규칙에 대한 첫 번째 개요를 출판했습니다.존 바딘, 리언 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼에 [11]의한 BCS 이론의 개발과 함께 성공적인 초전도 이론은 같은 해까지 나오지 않았습니다.

게발레와 마티아스는 올리버 E에서 우승했습니다. 1970년에 버클리 응축 물질상은 "이론적 이해에 도전하고 높은 자기장 [12]초전도체의 기술을 개방한 초전도성에 대한 공동 실험 연구"로 수상했습니다.

마티아스 규칙의 첫 번째 편차 중 하나는 몰리브덴 황화물과 셀레니드에서 초전도성이 발견되면서 발견되었습니다.마티아스는 1976년 로체스터 회의에서 이러한 물질을 [13]포함하기 위해 초전도에 대한 추가 기준을 가정했습니다.

마티아스 규칙의 [15]또 다른 위반은 마티아스 규칙과 달리[14] 자성이 역할을 할 것으로 예상되는 프랭크 스테글리치의 무거운 페르미온 초전도체의 발견과 함께 1979년에 나타났습니다.

마티아스는 1986년 게오르크 베드노르츠와 K에 의해 고온 초전도체가 발견되기 전까지 발견된 최고 임계 온도 초전도체의 기록을 보유하고 있었습니다. 알렉스 뮐러.[5][16][17][18]

묘사

마티아스 규칙은 저온 초전도체를 찾기 위한 일련의 지침이지만 마티아스가 목록 형태로 제공한 적은 없습니다.

이러한 규칙의 일반적인 요약 버전은 [19][20][15][8]다음과 같습니다.

  1. 높은 대칭성이 좋고, 입방대칭성이 가장 좋습니다.
  2. 전자 상태의 고밀도가 좋습니다.
  3. 산소에서 멀리 떨어져 있습니다.
  4. 자력으로부터 멀리 떨어져 있습니다.
  5. 절연체에서 멀리 떨어져 있습니다.
  6. 이론가들로부터 멀리 떨어져 있습니다!

규칙 2는 산화물과 같은 금속-절연체 전이 근처의 물질을 배제합니다.규칙 4, 강자성 또는 [18]반강자성에 가까운 물질은 제외합니다.규칙 6은 공식적인 규칙이 아니며 종종 [15]당시의 이론에 대한 회의를 나타내기 위해 추가됩니다.

마티아스가 언급한 다른 동등한 원리는 주로 d-전자 금속과 함께 작동한다는 것을 나타냅니다; 바람직하게는 홀수 3, 5, 7인 평균 전자 수와 페르미 [18]수준에서 높은 전자 밀도 또는 높은 전자 상태 밀도로.

1976년, Mattias는 몰리브덴 [15]화합물의 편차로 인해 "몰리브덴 단독으로 초전도 화합물을34 형성하는34 원소들"을 포함하는 기준을 추가했습니다.

장애 및 확장

마티아스의 모든 규칙이 완전히 [19]타당하지 않은 것으로 나타났다는 주장이 제기되었습니다.특히 고온 초전도체에는 규칙이 유효하지 않으며, 이러한 물질에 대한 대체 규칙이 [18][19]제안되었습니다.

레퍼런스

  1. ^ 젠저스, 조안나 레벨트:Fluids Unmix: Van der Waals와 Kamerlingh Onnes의 학교에 의한 발견. (에디타 - 왕립출판사, 2002, 318 pp)
  2. ^ 반 델프트, 더크(2007) 동결 물리학, 하이케 카메를링 오네스와 추위의 탐구, 에디타, 암스테르담, ISBN9069845199.
  3. ^ 초전도 현상: 아주 짧은 소개. (옥스퍼드 대학 출판부, 2009년 1판, 페이지 20)
  4. ^ Rogalla, Horst; Kes, Peter H. (2011-11-11). 100 Years of Superconductivity. Taylor & Francis. ISBN 978-1-4398-4948-4.
  5. ^ a b c d e f Geballe, T. H.; Hulm, J. K. (1996). Bernd Theodor Matthias 1918–1990 (PDF). National Academy of Science.
  6. ^ Matthias, B. T.; Geballe, T. H.; Geller, S.; Corenzwit, E. (1954-09-15). "Superconductivity of Nb 3 Sn". Physical Review. 95 (6): 1435. Bibcode:1954PhRv...95.1435M. doi:10.1103/PhysRev.95.1435. ISSN 0031-899X.
  7. ^ Matthias, B. T. (1955-01-01). "Empirical Relation between Superconductivity and the Number of Valence Electrons per Atom". Physical Review. 97 (1): 74–76. Bibcode:1955PhRv...97...74M. doi:10.1103/PhysRev.97.74. ISSN 0031-899X.
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  9. ^ Arrhenius, G.; Corenzwit, E.; Fitzgerald, R.; Hull, G. W.; Luo, H. L.; Matthias, B. T.; Zachariasen, W. H. (1968). "SUPERCONDUCTIVITY OF NB 3 (AL, GE) ABOVE 20.5°K". Proceedings of the National Academy of Sciences. 61 (2): 621–628. doi:10.1073/pnas.61.2.621. ISSN 0027-8424. PMC 225205. PMID 16591705.
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  14. ^ Steglich, F.; Aarts, J.; Bredl, C. D.; Lieke, W.; Meschede, D.; Franz, W.; Schäfer, H. (1979-12-17). "Superconductivity in the Presence of Strong Pauli Paramagnetism: Ce${\mathrm{Cu}}_{2}${\mathrm{Si}}_{2}$". Physical Review Letters. 43 (25): 1892–1896. Bibcode:1979PhRvL..43.1892S. doi:10.1103/PhysRevLett.43.1892. hdl:1887/81461. S2CID 123497750.
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