At give den studerende en grundlæggende forståelse af superledere
og superledning: den teoretiske beskrivelse af superledning,
superlederes egenskaber og superlederanvendelser både til
elektromagnetisk teknologi (stor skala) og til elektroniske
komponenter (lille skala)
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Give en fænomenologisk beskrivelse af superledning herunder de
kritiske parametre og begrænsninger for anvendelser af
superledere
Beskrive de elektrodynamiske egenskaber af superledere og
anvende teorien på småskala og storskala anvendelser
Beskrive de grundlæggende egenskaber af Josephson overgange og
anvende kredsløbsmodellerne for disse
Beskrive egenskaberne for eksempelvis følgende småskala
superledende komponenter: superledende kvanteinterferometre
(SQUIDs), mikrobølge- transmissionslinier og - detektorer og
Josephson spændingsstandarden
Forklare og beskrive principperne bag eksempelvis følgende
storskala superleder anvendelser: ac kabler, magnetfeltsspoler og
strømbegrænsere
Give en oversigt over de centrale begreber med hensyn til
opførslen af magnetisk fluks i superledere og hvorledes
fluksbevægelser kan kontrolleres
Forklare og tage kritisk stilling til begrænsningerne for de
introducerede fysiske modeller
Tage kritisk stilling til potentielle storskala anvendelser
herunder de tilhørende fremstillingsteknologier
Kursusindhold:
Kurset giver en introduktion til superledere og til superledning:
ingen dc elektrisk modstand, perfekt diamagnetisme, kritiske
parametre mht temperatur, strømtæthed og magnetfelt, type-I og
type-II superledere, superledere med lav kritisk temperatur og
superledere med høj kritisk temperatur, fænomenologiske teorier
(London, Ginzburg-Landau), kvanteteori for superledning
Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) for det elektroniske kondensat i
superledere, Josephson effekter, magnetisk fluks i superledere
(fluks-kvantisering, -gitre, -krybning, -flydning, -pinning),
fremstillingsteknikker, anvendelser i småskala elektronik
(mikrobølge-kredse og -komponenter og i magnetometri) og for
storskala tråde/kabler/magnet teknologier
Litteraturhenvisninger:
K. Fossheim og A. Sudbø: "Superconductivity. Physics and
Applications" (Wiley, 2004)
Mulighed for GRØN DYST deltagelse:
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver
den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som
kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed,
klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
