BİLİMSEL VE TEKNOLOJİK GELİŞMELER

SÜPERİLETKENLER DÜNY ASINDAN HABERLER

A. Ertan Y ÜKSEL(*)

Summary:

İn this article. the superconductortechnobgy is observed from electrical and electronic engineering point of wiew. And for this puıpose, the news about the latest devebped products will be treated to be given.

Bilindiği gibi HTSC'in(1) en önemli uygulama alanlarından biri de elektronik endüstrisidir. Biz bu yazıda endüstri alanındaki son gelişmelerden haberler vermeye çalışa cağız.

ilk olarak film teknolojisindeki gelişmelere değinelim. (Y ongaların birbirine bağlanmasında ve Josephson junc tion cihazlarında ince filmler kullanma zorunluluğu mater yallerin ince filmlere depolanmasını gerekli kılmaktadır.) Film teknolojisindeki en büyük gelişme itriyum ve ender yer elementleri (talyum, holmiyum vb) bileşiklerinde sağlanmıştır. Dikkate değer sonuçlar olarak Sumito mo'da üretilen 77 K,O Teslada 3.5 milyon amp/cm2 akım taşıyabilen holmiyum bileşiğini; AT &Pde üretilen 77 K'de süperiletkenliğe geçen; 77 K,O Tesla'da 4 milyon amp/cm2ılik kritik akım yoğunluğuna sahip itriyum bileşiğini ve de Japon NTT firmasınca üretilen holmiyum dan oluşan, 1 Tesla'lık manyetik alan ve 77 K sıcaklıkta 2.6 milyon amp/cm2>lik akım taşıyabilen süperiletken ince filmi sayabiliriz.

Bizmut filmleri ise temelde 100 107 K arasında değişen kritik sıcaklıklarda üretilir. Bu alanda Matsushita, yakın zamanda, 100 K'de 100.000 amp/cm2'lik yoğunluğa sa hip olan polikristal film ürettiğini açıklamış; MİT ise sıcaklığın 4.2 K'ne düşürülmesi karşılığında 500.000 800.000 amp/cm2llik yoğuunlukta ince film yapmayı başardığını belirtmiştir.

Talyum ince filmlerinde ise öncü kuruluş Sandia Ulusal Laboratuvar'ıdır. Bu laboratuvardaki araştırmacılar 97 K'de süperiletkenliği gözlemişler ve bir polikristal filmde 1 00.000 amp/cm2tlik kritik akım yoğunluğunu başarmışlardır.

Silikonun bilgisayar endüstrisinde çok geniş alanda kul lanılması bilim adamları için süperiletken ince filmleri bir silikon yongası üzerinde depolamayı önemli bir amaç ha line getirmektedir. Bu sırada ortaya çıkan problem ise

süperiletkenlerin alttaşla (substrate) karışmasına neden olmasıdır. Bu problemin çözümü Bellcore ve Oregan Graduate Center'de yapılan çalışmalarla gerçekleşmiş gibi görülmektedir. Her iki kuruluş da bir süperiletken itriyum filmini direkt olarak silikona depo ettiklerini bildir mişlerdir. Oregon Graduate Center'in filmi 90 K'de süperiletken olmakta, buna karşın bir zirkon tozu tampon tabakası kullanan GE (General Electric) araştırma cıların filmi ise 83 K'de süperiletkenliğe geçmektedir.

Süperiletken tel ya da fiberlerin yapımı da araştır macıların üzerinde durduğu diğer bir önemli noktadır. Bu alanda çeşitli firmalar 77 K'de 1.000 1.330 amp/cm2ılik kritik akım yoğunluğuna sahip itriyum tabanlı süperilet ken teller üretmişlerdir. Ancak bunların uzunlukları kısadır. AT & Pnin teli 77 K'de 1.000 amp/cm2'lik yoğun luğa sahiptir. Diğer bazı gruplar ise daha uzun teller de geliştirmişlerdir. UÇLA itriyum süperiletkenler üzerinde bakır ve platin teli denemiş, bu şekilde 5 f e e t ( 2 ) uzun lukta bükülgen bir tel üretmiştir. Ancak bu noktada da akün yoğunluğundan fedakarlık etmek zorunda kalmış, 77 K'de 6 amp/cm2'lik yoğunluğa razı olmuştur. Stan ford'daki bir ekip ise bizmuttan oluşan bir süperiletken ile çalışarak 4 K'de 30.000 amp/cm2ılik taşıma kapasitesine sahip fiberler üretmiştir. Şu anda fiberlerin uzunluğu ise 15 inçle(3) sınırlanmış durumdadır.

Bükülgen süperiletken şeritler diğer önemli bir üründür. Argon Ulusal Laboratuvarı'ndaki bilim adamları 77 K'de 3 0 0 amp/cm2'lik kritik akım yoğunluğuna sahip süperiletkAn itriyum şeridi üretmişlerdir. AT & Pde 77 K'de 1.000 amp/cm e2ı sahip şerit yapılmıştır. Japon ya'daki Metaller için Ulusal Araştırma Enstitü'sünden bir grup 85 K'de bir süperiletken şeridi gerçekleştirmişlerdir. Bu ürünün kritik akım yoğunluğu düşüktür, ancak bakır alttaşından ayrılmadan ya da onu zedelemeden 50 mm'ye kadar ufak çapları saracak kadar da bükülgendir.

(') Elektronik Müh. Elektronik Araştırma laboratuvarı TCDD

ELEKTRİKMÜHENDİSLİĞİ • 366/367

Süperiletken şeritlerde en büyük başarı Hitachi'den gel miştir. Bu kuruluştaki araştırmacılar 77 K'de 3.500 amp/ cm2 taşıyabilen talyum süperiletken şeriti üretmişlerdir. Süperiletkenler üretimdeki son devrimlerinin diğer bir örneği de Josephson junctionları kullanılarak gerçek leştirilen 1 kilobit'lik rastgele erişimli bellek (RAM RAM) yongasıdır. Bu yonga erişim zamanını 570 pikosaniyeye indirmektedir. (1 nano saniyeden daha az ilk erişim za manı). Süperiletkenler 4 K'ne kadar soğutulmaktadır. Nec'in bu çalışması yüksek hız düşük güçlü Josephson Computer sistemleri için gerekli teknolojinin gelişiminde önemli bir adım sayılmaktadır.

Son bir haber olarakta Fujitsu'nun geliştirdiği düşük sıcaklık SOUID maggnetometresinden bahsedebiliriz. Metre tek bir yonga üzerine oturtulmuştur. Ve alet

3.3x10"*2 tesla'ya kadar küçük manyetik alanları da ölçebilmektedir. Bu özellik şu anda mevcut magnetometreler arasında belli bir üstünlüğe sahip olma anlamına gelmektedir.

Süperiletkenler hakkındaki gelişmeler nerdeyse hafta hafta olmakta ve bilim adamları bu fantastik bilmeceyi çözme yolunda büyük bir yarışa girmiş bulunmaktadır. •

(1) HTSC: High Temperature Süper Conductor (Yüksek sıcaklık Süper İletkenler). (2) feet: Yaklaşık değeri 34.8 cm'ye eşit olan uzunluk bi rimi. (3) inç: Defgeri 2.54 cm'ye eşit olan uzunluk birimi.

A. Ertan Yüksel 1964 yılında Ankara'da doğdu, ilk, orta, lise ve yüksek öğrenimini Ankara'da tamamladı. ODTÜ Mühendislik Fakültesi Elektrik Elektronik Müh.Bölümü mezunudur. İngizilce ve Fransızca bilmektedir. Mezuniyet projesi o larak süperiletkenler üzerine bir araştırması vardır. Halen TCDD Elektronik Araştırma Merkezi'nde Araştırma Mühendisi olarak görev yapmaktadır.

Kaynak: Superconductor Applications Association SC Global 89 Süper Conductor News.

Y AZI GÖNDERMEK İSTEY ENLERE DUY URULAR

Gelecek sayıdan başlayarak; basılacak özgün makalelerle birlikte, makalenin (yazının veya bildirinin) İngilizce özeti, yazar(lar)ın kısa özgeçmişi, çalıştığı kurum unvan ve adresleri basılacaktır. Yazı göndermek isteyen kişilerin yazılarıyla birlikte bahsedilen bilgileri ve bir adet vesikalık fotoğraf göndermelerini istiyoruz.

^^^^Etfî2l^l

^^K^^H

^^^•Pl^^^l^^^l

Odamız 5233 Sicil Nolu

Sam i Timur SUNTEKİN'İ kaybettik.

Ailesi, yakınları ve Odamız camiasına başsağlığı dileriz.

ELEKTRÎKAfÜHENDISÜĞl 366/367