T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ OFM FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ ALAN EĞİTİMİNDE ARAŞTIRMA PROJESİ SÜPERİLETKENLİK

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ OFM FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ ALAN EĞİTİMİNDE ARAŞTIRMA PROJESİ SÜPERİLETKENLİK"

Transkript

1 T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ OFM FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ ALAN EĞİTİMİNDE ARAŞTIRMA PROJESİ SÜPERİLETKENLİK Öğrencinin Adı-Soyadı :MELİKE BALAKAN Öğrencinin Numarası : Öğretim Elemanı Adı-Soyadı : RIZA DEMİRBİLEK İSTANBUL,2008

2 İÇİNDEKİLER: SÜPERİLETKENLİK 1. Giriş Süperiletkenliğin Keşfi ve Tarihçesi4 2.1.Süperiletkenliğin Keşfedilişi, Bilimsel Gelişimi Ve Teorisine Genel Bakış Sıvı Helyum Süperiletkenler için Kritik Sıcaklık Değerleri Süperiletkenlerin Manyetik Özellikleri Kritik Manyetik Alan I.Tip ve II. Tip Süperiletkenler Meissner Olayı Süperiletkenlik Teorisi İzotop Etkisi Cooper Çiftleri BCS Teorisi Josephson Olayları Tek Parçacık Tünellemesi Josephson Tünellemesi Dc Josephson Olayı Ac Josephson Olayı Yüksek Sıcaklık Süperiletkenleri41 5. Bugün ve Yarın Süperiletkenlik Kaynakça 52 2

3 1. GİRİŞ Süperiletkenlik, herhangi bir iletkenin elektrik direncinin belli şartlar (kritik bir sıcaklık ve kritik bir manyetik alan) altında tamamen yok olması durumudur yılında ilk kez Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes, belirli şartlarda civanın süperiletken olduğunu buldu. Eğer cıva 4.1 K aşağısına soğutulursa tüm elektriksel direncini kaybedecektir (şekil 1). Sonraki yıllarda, bir kısmı Onnes tarafından olmak üzere, iki düzineden fazla elementin ve binlerce metal alaşımın da birbirlerinden farklı şartlarda süperiletken olabileceği anlaşıldı (bakınız tablo 3). Her geçen gün bu maddelere yenileri ekleniyor. Bugün hala, insanların yaşayabilecekleri şartlarda ve sıcaklıklarda bilinen teknolojik uygulamalarda kullanılabilecek özelliklere sahip süper iletken bir madde bulunmuş değildir. Her şey bir yana böyle bir süperiletken madde bulunduğunda, öncelikle, insanlık tarihinin en önemli enerji tasarrufu imkanı kendiliğinden ortaya çıkacaktır. Bu tasarruf, sadece daha önce kullanılmayan enerjinin kullanılabilir hale gelmesi ile elde edilecek bir tasarruf değil, aynı zamanda özellikle cisimlerin hareketi sırasında, sürtünmeden kaynaklanan enerji kayıplarından da büyük ölçüde kurtulmasıdır. Bu açıdan bakıldığında da süperiletkenlerin önemi anlaşılacaktır. Şekil 1:Sıvı azot ile soğutulmuş olan bir süperiletken disk üzerinde yer alan mıknatısın manyetik alanı süperiletkende bir manyetik alan oluşmasını sağlar ve her iki manyetik alanın birbirini itmesi sonucunda mıknatıs havaya yükselir. 3

4 2. SÜPERİLETKENLİĞİN KEŞFİ VE TARİHÇESİ Hiç direnci yok fakat sadece çok düşük sıcaklıklarda (şimdilik!!!) Süperiletkenliğin Keşfedilişi, Bilimsel Gelişimi Ve Teorisine Genel Bakış Süperiletkenlik herhangi bir iletkenin elektrik direncinin belli bir sıcaklıkta tamamen yok olmasıdır. Süperiletkenlik ilk kez 1911 yılında Hollandalı fizikçi Heike Kammerlingh Onnes tarafından keşfedildi. Bu keşif, 1908 yılında Onnes un kaynama sıcaklığı 4.2 K yani C olan sıvı helyumu üretmesinden kaynaklanmıştır. Sıvı helyumun üretilmesi düşük sıcaklık bölgelerinde katı maddelerin fiziksel özelliklerini inceleme amacına yönelik araştırmalar için bir başlangıç oldu yılında, Onnes oldukça düşük sıcaklıklarda metallerin elektriksel özelliklerini incelemeye başladı. Oda sıcaklığının ( T = 300 K ) altına inildiğinde metallerin direncinin azaldığı yıllardır bilinen bir gerçekti. Fakat sıcaklık 0 K e çok yakın bir değere düşürülürse, dirençteki değişimin ne olacağı hakkında henüz kesin bir yargı yoktu. William Kelvin gibi bazı bilim adamları, mutlak sıfır sıcaklığına yaklaşıldığında bir iletkendeki elektron akışının tamamen duracağına inanmaktaydı. Onnes in de aynı görüşte olduğu diğer bir grup bilim adamı ise tam tersi düşünceye yani iletkenin direncinin yok olacağı görüşüne sahiptiler. Onnes, çok saf bir cıva telden küçük bir akım geçirdi ve sıcaklığı azaltarak cıvanın direncindeki değişimi gözledi. Onnes, Kelvin in düşündüğünün aksine elektron akışında bir durma olmadığını ve 4.2 K de cıvanın direncinin birden yok olduğunu gözledi. Akım cıva telden geçiyor ve hiçbir şey akımın geçişine engel olmuyordu. Direnç sıfırdı! Onnes e göre cıva, alışılmadık elektriksel özelliklere sahip olduğu yeni bir duruma geçiyordu. Onnes, bu yeni durumu süperiletkenlik olarak adlandırdı. Bir cıva teldeki direncin yok olması ile ilgili şüpheler, Onnes in yaptığı deney ile ortadan kalkmış oldu. Onnes, bilim açısından olduğu kadar, ticari açıdan da bu keşfinin çok önemli olduğunu anladı. Direnci olmayan bir elektrik kablosu, kayıpsız olarak istenen her uzaklığa akımı taşıyabilirdi. Onnes, 4 K e kadar soğuttuğu çinko tel üzerinde bir deneye başladı ve bir yıl sonrasında akımın hala kayıpsız olarak devreden geçtiğini gözlemledi. Bu deney sonucunda Onnes, süperiletkenlerin kalıcı akıma sahip olduklarını ve akımın bir potansiyel beslemesi olmaksızın devrede yol almayı sürdürdüğünü kanıtladı. Onnes, süperiletkenliği keşfi ile 1913 yılında Nobel ödülünü kazandı. 4

5 1910 ile 1980 li yıllar arasında binlerce fizikçi çok sayıda element, alaşım ve bileşiklerin düşük sıcaklıklarda iletkenliğini incelemiş ve hangi katıların hangi kritik sıcaklıkta süperiletken olduğunu gözlemişlerdir yılında keşfedilmesine karşın süperiletkenliğin fiziksel açıklaması için 1957 yılına kadar beklenmiştir de Illinois Üniversitesi nden fizikçi John Barden, Leon Cooper ve Robert Schrieffer soyadlarının baş harflerinin oluşturduğu, BCS teorisi olarak bilinen çalışmalarını yayınlamışlar ve 1972 yılında kendilerine Nobel ödülünü kazandıran bu çalışma ile ilk kez süperiletkenliğin fiziksel temelini açıklamışlardır. Süperiletkenliğin BCS tanımında temel düşünce, Cooper çifti olarak adlandırılan elektron çiftinin davranışına dayanmaktadır. Zayıf bile olsa elektronlar arasındaki çekici bir etkileşme, birbirlerine bağlı olan bir elektron çifti oluşmasını sağlayacaktır. Böyle bir Cooper çiftinin enerjisi, elektronlar arasında etkileşme olmadığı durumdaki enerjilerinden daha düşüktür. Negatif olarak yüklü bir elektron, pozitif yüklü iyonların arasında hareket ederken, pozitif yüklü iyonları kendisine doğru hafifçe çeker. Böylece kristal örgünün şeklinde bir bozulma olur. Elektronun çekimi dolayısıyla pozitif iyonlar birbirlerine daha fazla yaklaşırlar ve elektronun geçmiş olduğu bölgenin pozitifliği artar ve bu bölgeye giren diğer bir elektron, daha yoğun olan pozitif yüklü iyonlar tarafından hafifçe çekilir. Dolayısıyla bu olay iki elektronlu bir süreçtir. Negatif yüklü elektron ve pozitif yüklü iyon arasındaki etkileşme iyondan iyona geçen bir titreşime neden olur. Bu örgü titreşimi elektron çiftinin diğer elektronu bu ortamdan geçinceye kadar sürer. Bu olayın net etkisi, Cooper çiftinin ilk elektronun pozitif yüklü iyonlar arasından geçerken bir fonon yayması ve diğer elektronunun bir fonon soğurmasıdır. Bu fonon alışverişi Cooper çiftlerini bir arada tutan etkendir. Bu çift, kristal örgü içerisinde tutarlı olarak bozulmakta ve yeniden oluşmaktadır. Elektronlar ayırt edilemez parçacıklar olduklarından, elektronları bir çift olarak düşünmek daha kolaydır. BSC teorisi, kristal örgüsü ile elektronların bu etkileşimini gayet iyi açıklamaktadır. Bu olay elektronların aynı yüke sahip olmalarına karşın oluşmaktadır. Örgü atomlarının pozitif ve negatif bölgelere titreşmesiyle elektron çifti, birbirlerini çeker ve iterler. Elektron çifti içinde yer aldığı malzemeyi daha düşük bir enerji düzeyine indirdiği için kararlıdır. Süperiletken düşük sıcaklıklara soğumaya başladığında moleküler hareketin azaltılmış olması nedeni ile Cooper çiftleri bozulmamış olarak kalır. Bir süperiletkenin örgüdeki titreşimlerle ısı enerjisi kazanması ile elektron çiftleri ayrılır ve süperiletkenlik yok olur. Bir Cooper çiftinin bağı ile ilgili önemli bir özellik, bu çifti bir araya getirmek ya da ayırmak için belli bir enerjinin gerekli olmasıdır. Bu özellik, direncin yok olmasından sorumludur. Bir süperiletkende 2e yüklü Cooper çiftleri kristal içinde sürüklenerek akımı 5

6 taşırlar. Kristal içerisinde normal durumda elektronların saçılmaya uğradıkları yapısal kusurlar vardır. Normal bir iletkende bu saçılmalar yapının bir dirence sahip olmasına neden olur. Fakat bir süperiletkende bağımsız elektronlar Cooper çiftleri olarak bağlıdırlar ve saçılmalar bu elektron çiftini birbirlerinden ayıracak kadar enerji transferi sağlayamazlar. (Hook, J.R. ve Hall, H.E.,Katıhal Fiziği,1. bs., İstanbul,, Mart 1999, Çev. Fevzi Köksal, Muharrem Dinçer, Mustafa Altuntaş, Engin Başaran, Literatür Yayınları) Süperiletkenler belli bir kritik sıcaklık değerinde dirençlerinin yok olmasından başka çok önemli manyetik özelliklere de sahiptirler. Süperiletkenler enerji kaybı olmaksızın büyük akımlar taşıyabildiklerinden, güçlü elektromıknatısların yapımı için idealdirler. Bir süperiletken kritik sıcaklığının altına kadar soğutulduğunda ve çevresindeki manyetik alan arttırıldığında, manyetik alan süperiletkenin çevresinde kalır. Belli bir kritik manyetik alan değerine gelindiğinde süperiletken normal direncine tekrar kavuşur. Bütün süperiletkenler için malzemenin süperiletken olarak kaldığı belli bir sıcaklık ve manyetik alan değeri vardır. Bu bölgenin dışında malzeme süperiletken değildir. Süperiletkene kritik sıcaklığın üstündeki bir sıcaklıktayken bir manyetik alan uygulandığında malzeme süperiletken durumunda olmadığından uygulanan manyetik alan ile hemen hemen eşit bir manyetik alana sahip olacaktır. Eğer sıcaklık, malzeme süperiletken durumuna erişene kadar düşürülürse, uygulanan manyetik alan çizgileri süperiletken tarafından süperiletkenin yüzeyinden dışarıya doğru itilecektir. Bu durumda malzemenin içindeki manyetik alan sıfır olacaktır. Çünkü süperiletken kendi yüzeyinde, uygulanan manyetik alan ile eşit ama zıt yönlü bir manyetik alan oluşturarak mükemmel diamanyetik özelliğe sahip olmuş olur. Şekil 1 de bir süperiletkenin manyetik alana etkileri gösterilmiştir. Manyetik alanın yapı içerisinden dışlanması olayı Meissner etkisi olarak bilinmektedir. Bu uzaklaştırma uygulanan manyetik alanın çizgilerini süperiletkenin yüzeyinde birbirine daha yakın hale getirir. Uygulanan manyetik alan kaldırıldığında, süperiletkenin manyetik akışında bir değişme olmayacaktır. Süperiletken elektromıknatıslar araştırma laboratuarlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Alışık olduğumuz mıknatıslarla kıyaslandığında, süperiletken mıknatıslar daha büyük manyetik alanlara ulaşırlar. Bir süperiletken elektromıknatısın bobininde akım oluştuktan sonra daha fazla güç uygulanması gerekmez, çünkü süperiletkende enerji kaybı yoktur. Onnes süperiletkenliği keşfettiği zaman cıvanın 4.2 K nin aşağısındaki sıcaklıklarda sıradan bir metal olmaktan vazgeçtiğini gözlemişti. Süperiletken malzemelerin yararlılığı, kritik sıcaklık değeri ne kadar yüksek olursa o kadar artacaktır. (Ashcroft, Neil W. Mermın, N. David (Cornell Universty),1976, Saunders College Publishing) 6

7 B B B = 0 B B = 0 B = 0 ( a ) ( b ) ( c ) Şekil 2: ( a ) Kritik sıcaklığı üzerinde bir sıcaklıkta bir süperiletken, bir B manyetik alanı içerisine yerleştirilirse, süperiletkenin içerisinden bu manyetik alanla hemen hemen aynı olan bir B manyetik alanı geçer, ( b ) sıcaklık kritik sıcaklığın altına düşürüldüğünde, malzeme süperiletken haline gelir ve manyetik alan malzeme içerisinden uzaklaştırılır. Bu durumda süperiletken içerisindeki manyetik alan sıfırdır, ( c ) manyetik alan kaldırıldığında, alan her yerde sıfırdır. Eğer kritik sıcaklık oda sıcaklığı dolaylarındaysa, bu ideal bir süperiletken olacaktır. Onnes in keşfini izleyen yıllarda daha yüksek kritik sıcaklığa sahip olan malzemeleri araştırmaya yönelik birçok çalışma yapıldı yılına kadar bilinen en yüksek kritik sıcaklığa sahip olan malzeme 23 K lik kritik sıcaklık değeri ile alaşım niyobyum germanyumdu (Nb 3 Ge) yılları arasında teoriler süperiletkenliğin anlaşılmasına hiçbir katkıda bulunmadığından gelişmeler de çok yavaş oldu yılında ortaya çıkan BCS teorisi ise süperiletkenliğe geçiş sıcaklığının hesaplanması açısından kolay bir yöntem getirmiyordu. Bu durum 1980 li yıllara kadar sürdü yılında süperiletkenlikle ilgi gelişmelerin yönü birden değişti. İsviçre deki IBM araştırma laboratuarlarında çalışan K. Alex Müller ve J. Georg Bednortz, kritik sıcaklığı 35 K olan lantan, baryum, bakır ve oksijenden oluşmuş seramik La 2-x Ba x CuO 4-y malzemesini keşfettiler. İlginç olan yalnızca kritik sıcaklıktaki büyük artış değil, aynı zamanda malzemenin yeni bir metal ya da metal alaşımı olmamasıydı. O zamana dek en yüksek kritik sıcaklığa sahip olma rekorları Nb 3 Ge gibi metal alaşımlarının elindeydi. Bunlar birbirleriyle aynı kristal yapıya sahiptiler. Süperiletken olarak bilinen birkaç oksit vardı, fakat bunların da kritik sıcaklıkları ancak 10 K üzerindeydi yılının sonlarında Tokyo Üniversitesi nden Koichi Kitazawa ve Houston Üniversitesi nden Ching Wu Chu Materyal Araştırma Derneği nin özel bir toplantısında Müller ve Bednortz un sonuçlarını doğruladılar. Müller ve Bednortz bu çalışmalarıyla 1987 yılında Nobel ödülünü kazandılar. Chu, kısa bir süre sonra bu oksitlerin kritik sıcaklıklarının basınç uygulanarak büyük ölçüde arttırılabileceğini gösterdi yılında ise Amerika da Chu, Japonya da Tanaka ve Kitazawa Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-x gibi ender toprak elementlerini içeren 7

8 oksitlerin 90 K dolaylarındaki sıcaklıklarda süperiletken olduğunu açıkladılar. (G. Hammerl, A. Schmehl, R. R. Schulz, B. Goetz, H. Bielefeldt, C. W. Schneider, H. Hilgenkamp and J. Mannhart, 407: , 2000.) 1988 yılında Arkansas Üniversitesi nden Allen Hermann kritik sıcaklığı 120 K olan kalsiyum ve talyumu içeren bir seramik süperiletken yaptı. Bu gelişmeden kısa bir süre sonra IBM ve AT&T Bell laboratuarları 125 K kritik sıcaklığına sahip başka bir seramik ürettiler yılında ise İsviçre den A. Schilling, M. Cantoni, J. D. Guo ve H. R. Ott, maksimum kritik sıcaklığı 133 K olan cıva, baryum, kalsiyum ve bakırdan bir süperiletken yaptılar. Başlangıçta fizikçiler BCS teorisini ve özellikle Cooper çiftlerini yüksek sıcaklık süperiletkenlerine uygulamaya çalıştılar, fakat bu teoride bazı düzenlemeler yapılması gerektiğinin ayrımına çabuk vardılar. Düşük sıcaklık süperiletkenlerinde, Cooper çiftinin ilk elektronu genel olarak kristal yapı içerisinde var olan her türlü etkiden bağımsız olarak hareketini sürdürüyordu. Buna karşın, yüksek sıcaklık süperiletkenlerinde kristal örgünün titreşimleri daha fazla enerjiye sahiptir ve çift olmayan elektronlar arasındaki etkileşmeler daha güçlüdür. Cooper çiftlenmesi bu şartlar altında çok zor olurdu. Bu nedenle fizikçiler ya BCS teorisini düzenleyerek ya da yeni teoriler geliştirerek yüksek sıcaklık süperiletkenliğini açıklamaya çalışmaktadırlar Aslında, yüksek sıcaklık süperiletkenlerinde elektron çiftlenmesi üzerindeki tartışmalar, bu tip çiftlenmenin s-dalgası ya da d-dalgası simetrilerinden hangisine sahip oldukları üzerinde yoğunlaşmaktadır. BCS teorisinde, Cooper çiftleri tek bir dalga fonksiyonu ile modellenebilmektedir. Bu dalga fonksiyonunun çözümü küresel bir olasılık alanı verir. Bunun anlamı, ikinci elektronun, birinci elektronu saran küresel bir alan içerisinde herhangi bir yerde bulunma olasılığına sahip olmasıdır. Bu özellik s-dalga simetrisi olarak adlandırılmaktadır (Şekil 2a). Bir s-dalgasında Cooper çiftleri çok kararlıdır ve bunlar arasındaki bağı koparmak için çok enerjiye gereksinim vardır. BCS teorisinde bu simetri kullanılmaktadır. Diğer simetri türü genellikle d-dalga simetrisi olarak bilinmektedir (Şekil 2b). Bu durum, iki elektronun birbirlerinden daha uzakta bulunarak bir çift oluşturmasına izin verir ve elektronlar bir düzlemin köşegenlerindeki durumlara hareket edebilirler. İki elektron arasındaki itme kuvveti de zayıflar, fakat hala bir çift oluştururlar. Bu iki simetrinin farklı yapıya sahip olmasından dolayı, bilim adamları yüksek sıcaklık süperiletkenliklerinde var olan simetrinin hangisi olduğunu belirlemek için çalışmalar yapmışlardır. En önemli d-dalga simetrisi teorilerinden biri, 1996 yılında Ivars Peterson tarafından ortaya atılan spin-dalga teorisidir. Bu teoriye katkıda bulunan John Kirtley, pozitif ve negatif yüklerin birbirlerini çektikleri gibi zıt spinli elektronların da birbirlerini çektiklerini açıklamıştır. Yüklü bir 8

9 parçacık pozitif yüklü iyonlara yaklaştığı zaman spinin dönmesine yani spin-dalga çekimine neden olur. ( J. Bardeen, L. N. Cooper and J. R. Schreiffer, Theory of superconductivity, Phys. Rev., 108: , 1957.) ( a ) ( b ) Şekil 3: Elektron çiftinin dalga fonksiyonlarının şekilleri. ( a ) s-dalgası, ( b ) d-dalgası. Elektronun momentumu, elektronun iyonlar arasında ilerlemesini sağlar fakat elektron halen kendisine zıt spine sahip olan elektron ile de etkileşimini sürdürmektedir. Şekil 3 te BCS teorisi ve spin-dalga teorisi için elektron ve pozitif iyonların etkileşimi gösterilmiştir. 9

10 2.2. Sıvı Helyum Sıvı helyum; düşük sıcaklık bölgelerinde katı maddelerin fiziksel özelliklerini inceleme amacına yönelik araştırmalar için bir başlangıç. Kamerlingh Onnes, yıllarca düşük sıcaklıklarda gaz biçimde kalan sıvı elementler üzerinde çalışmıştır. Sıvı haldeki havayı kullanarak sıvı helyum elde etmiş ve sonrasında 10 Temmuz 1908 tarihinde yaklaşık olarak 60 santimetre küp sıvı helyumu üretmiştir.sıvı helyumun kaynama noktasını 4.2 K olarak belirlenmiştir. Helyum, Lambda noktası olarak adlandırılan T=2.17 K, kritik bir sıcaklıkta soğutulduğunda dikkate değer bir biçimde süreksiz ısı kapasitesi meydana gelir, sıvı yoğunluğu düşer ve sıvının bir bölümü sıfır viskoziteli bir süperakışkan halini alır. Süperakışkanlık mümkün olabilecek en düşük enerjide yoğunlaşabilecek helyum atomlarının bir bölümünden ortaya çıkar. Sıvı helyumun en önemli kullanım alanları superiletkenlik araştırmaları ve superiletken magnetler uygulamalarıdır. (H. Kamerlingh Onnes, Comm. Physical Lab. Leiden, 133b, 29, 1913) Sıvı helyumu malzeme üzerine pompaladığımızda 1 K altındaki sıcaklıklara kadar inebiliriz. Sıvı Helyum için Lambda noktası, 2.17K Atmosfer helyum için kaynama noktası, 4.2 K Sıvı Helyum sıcaklığında süperiletkenler Nb, Tc, Pb, La, V ve Ta Sıvı helyum pompalanarak 10 adet I.Tip süperiletken elde edilir. Böylece 6 adet I.Tip süperiletken, 4.2 K de süperiletken hale geçer. Şekil 4: Sıvı Helyum uygulama alanı, gösterilen sıcaklıklarda malzemeler süperiletkendirler. 10

11 2.3. Süperiletkenler İçin Kritik Sıcaklık Değerleri Superiletkenler için kritik sıcaklık, bir metalin elektriksel direncinin sıfıra düştüğü sıcaklık olarak tanımlanır (şekil 6). Bu dönüşüm oldukça ani ve oldukça da keskindir ki sanki bir maddenin faz değişimine benzer; bu superiletkenliğe geçiş fazı BCS teorisi (bakınız 4.3) ile açıklanmaktadır. Yüzlerce malzemenin çok düşük sıcaklıklarda süperiletkene dönüştüğü bilinmektedir. Hepsi metal olan 27 kimyasal element, atmosfer basıncında, kendi kristal-grafik formlarında süperiletkenlerdir. Bunlar arasında yaygın olarak bilinenler Alüminyum, Kalay, Kurşun, Civa, Renyum, Lantan ve Proktantinyum yer alır. Bunlara ilave olarak metal, yarıiletken olan 11 kimyasal element düşük ısı ve yüksek basınç altında süperiletkendir. Uranyum, Seryum, Silikon ve Selenyumu bunlar arasında sayabiliriz. Bizmut kendi kristal-grafik formunda süperiletken olmamasına rağmen, çok düşük sıcaklıklarda düzenli duruma geçerek süperiletken haline gelebilir. Krom, Manganez, Demir, Kobalt ve Nikel gibi magnetik elementlerin hiçbirinde süperiletkenlik görülmez. Bilinen süperiletkenlerin birçoğu alaşım veya bileşiktir. Kendisini oluşturan kimyasal elementler süperiletken olmasa bile bir bileşiğin süperiletken olması mümkündür. Örnek olarak gümüş-florid ve bir karbon-potasyum bileşiği verilebilir. Kalay-Tellrid gibi bazı yarı iletken bileşikler uygun bir şekilde yabancı atomlarla yüklenirse süperiletken olabilirler. ( Kasım 2008 ) Süperiletkenliğin iki belirleyici özelliğinden biri kritik sıcaklıktır.maddenin içindeki elektrik akışı, maddenin yapısını oluşturan iyon örgüleriyle çarpışması sonucu engellenir. Buna maddenin direnci adı verilir. Böyle bir madde süperiletken duruma geldiğinde, bu direnç sıfıra iner. Süperiletken durumda maddenin örgüsü, elektronları engellemek yerine, onların hareketine destek olur. Bunun uygulamadaki anlamı süperiletken bir devrede elektrik akımının ilke olarak kayıpsız akacağıdır. Birçok metal ve alaşım düşük sıcaklıklarda süperiletkenliğe geçiş fazına sahiptir. Ulaşıla bilinen sıcaklıklarda süperiletken olmadığı bilinen yaygın metaller bakır, gümüş, altın alkali metaller ve demir, nikel ve kobalt gibi magnetik olarak düzenli metallerdir. Burada ki ilginç ve bir o kadar önemli nokta normalde iyi iletken olan elementlerin soğutulduklarında süperiletken hale geçmemeleridir. (bakınız Cooper çifti ve BCS teorisi) 11

12 Bir süperiletkenin direnci gerçekten sıfır mı, yoksa çok küçük müdür? Sorusunun cevabını bulmak için, süperiletken tel halkalarda akımlar oluşturulmuş ve oluşan manyetik alanlar gözlenmiştir. Bu akımlarda hiçbir azalma bulunmamıştır: Süperiletkenlerin gerçekten hiç dirençleri olmadığı gözlenmiştir. Sıfır direnç durumu T (Kelvin) Şekil 5: Civanın süperileten geçişi, oldukça keskin bir düşüş göstermektedir. (H. K. Onnes, Commun. Phys. Lab.12,120, (1911)) Sıfır Direnç: Grafik bir süperiletken (yukarıda cıva) için tipik direnç seklini gösterir. Yüksek sıcaklıklarda, sıcaklık azaldıkça direnç yavaş yavaş düşer. Daha sonra aniden, kritik sıcaklık (T C ) olarak adlandırılan bir sıcaklıkta, bir anda hemen hemen sıfıra düşer. T C nin altında cıva süperiletkendir ve bu durumda akım direnç görmeden geçer. 12

13 3. SÜPERİLETKENLERİN MANYETİK ÖZELLİKLERİ Süperiletkenler belli bir kritik sıcaklık değerinde dirençlerinin yok olmasından başka çok önemli manyetik özelliklere de sahiptirler Kritik Manyetik Alan Süperiletkenlerin sıfır direnç göstermelerinin yanı sıra yakınlarında bulunan herhangi bir manyetik alanı dışlamaları da ayırt edici bir özellikleridir. Örneğin bir mıknatıs kritik sıcaklığın (süperiletkenliğe geçiş sıcaklığı) altında bulunan bir süperiletkeni sanki ters kutuplu bir mıknatısmış gibi iter. Ancak kritik sıcaklığının üstünde aynı süperiletken madde herhangi (mıknatıs olmayan) bir iletken gibi davranır. Yani mıknatısın süperiletken üzerinde bir etkisi gözükmez. Direncin sıfır olması durumu, kritik bir değerden çok daha büyük bir manyetik alanın varlığında söz konusu olamaz hatta mutlak sıfırda bile.bunun sonucu olarak da süperiletkenlik için önemli olan diğer bir parametre de kritik manyetik alandır.bu kritik manyetik alan superiletken için kritik sıcaklık ile kuvvetli bir şekilde uyum içindedir. Bundan dolayı süperiletken malzemeleri kritik manyetik alan durumlarına göre I.Tip ve II.Tip süperiletkenler olmak üzere iki ayrı gruba ayrılır. II.Tip superiletkenler alt ve üst kritik alanlar olmak üzere iki kritik manyetik alan değeri gösterir. I.Tip superiletkenler sadece belirli bir kritik manyetik alan değerinin altında superiletken davranış gösteriler. Şekil 6: I.Tip ve II.Tip süperiletkenlerin kritik sıcaklık ve kritik manyetik alan altında davranışları: 13

14 I.Tip süper iletkenler : Bir manyetik alanın varlığında kritik sıcaklıkları şekildeki gibi azalacaktır. Eğer manyetik alan malzemeye ve sıcaklığa bağlı olan belirli bir kritik B C değerini aşarsa, süperiletkenlik tamamen kaybolur. Böyle malzemeler sadece Tc ve Bc nin, eğrilerin altındaki değerleri için süperiletken, Tc ve Bc nin, eğrilerin üstündeki değerleri için ise normal iletkenlerdir. B C kritik alanı 0 K de maksimum olur. II.Tip Süper iletkenler : Bir araya karışmış normal ve süperiletken maddelerden oluşmuş gibi davranır.malzeme B C1 ve B C2 arasındaki alanlar için süperiletken olduğu fakat içerisinde manyetik alanın bulunabildiği karma bir durumdadır. Kritik sıcaklıktan aşağıdaki herhangi bir sıcaklıktaki kritik manyetik alanın sıcaklığa bağlılığı aşağıdaki gibi verilir: (1) Sonuçta, süperiletkenliğin iki belirleyici özelliğinden bahsettik, kritik sıcaklık ve kritik manyetik alan. Maddenin içindeki elektrik akısı, maddenin yapısını oluşturan iyon örgüleriyle çarpışması sonucu engellenir. Buna maddenin direnci adı verilir. Böyle bir madde süperiletken duruma geldiğinde, bu direnç sıfıra iner. Süperiletken durumda maddenin örgüsü, elektronları engellemek yerine, onların hareketine destek olur. Bunun uygulamadaki anlamı süperiletken bir devrede elektrik akımının kayıpsız akacağıdır. Bir süperiletken düşük sıcaklıklara soğutulduğunda direncin sıfıra inmesinin dışında manyetik alanı dışlamalarıdır.bu özellikleri sonucunda da elektrik akımlarına hiçbir dirençleri yoktur, manyetik alanları hariç tutarlar.malzemenin yani örnek hazırlanırken kullanılan malzemenin özelliğine göre manyetik alan ve sıcaklık değerinin durumuna göre birinci ve ikinci tip süperiletkenlik özelliği ve bunların dışında yüksek sıcaklık süperiletkenlikleri incelenmeye başlanmıştır. 14

15 3.2. I.Tip ve II. Tip Süperiletkenler Düşük sıcaklıklarda sıfır direnç gösterebilen 30 saf metal vardır ve bu metaller manyetik alan içinde farklı özelliklere sahiptirler (Meissner Etkisi). Manyetik alan içindeki davranışlarına göre süperiletkenler I.Tip süperiletkenler ve II.Tip süperiletkenler olmak üzere iki gruba ayrılırlar. I.Tip Süperiletkenler I.Tip süperiletkenler için süperiletkenlik sadece kritik sıcaklıklarının T c, altında söz konusudur, süperiletkenlikleri düşük bir manyetik alan uygulandığında bozulabilir. Dolayısıyla süperiletkenlik kritik manyetik alanın B C nin altında kalır. I.Tip süperiletkenler, genel olarak, kristal içerisinde titreşerek etkileşen elektronlar çiftlerine dayanan BCS teorisi betimlenebilir. Oda sıcaklığında en iyi iletkenlerin (altın, gümüş ve bakır) ulaşılabilinen sıcaklıklar için süperiletken olmamaları ilginç bir durumdur. Bu tip malzemeler olabilecek en küçük kristal titreşimlerine sahiptirler bu yüzden bunların davranışları BCS teori ile uyuşmaktadır. Kritik manyetik alanlar çok küçük olduğu ve bu sıcaklıkta superiletlenlik durumu aniden kaybolduğu için I.Tip süperiletkenler pratik olarak kullanışsız limit durumlarıdır. Daha yüksek sıcaklık ve manyetik alanda süperiletim durumunda olan II. Tip yarı iletkenler sert olarak adlandırılırken I.Tip yarıiletkenler bazen yumuşak olarak adlandırılırlar. 15

16 Tablo 1 : I.Tip Süperiletekenler Malzeme Tc Malzeme Tc Be 0 Rh 0 W Ir 0.1 Lu 0.1 Hf 0.1 Ru 0.5 Os 0.7 Mo 0.92 Zr Cd 0.56 U 0.2 Ti 0.39 Zn 0.85 Ga Al 1.2 Pa 1.4 Th 1.4 Re 1.4 Tl 2.39 In Sn Hg Ta 4.47 V 5.38 La 6.00 Pb Tc 7.77 Nb

17 II. Tip Superiletkenler: Metal alaşımlarından yapılan superiletkenler II.Tip superiletkenler olarak adlandırılır. Mekanik olarak I.Tip superiletkenlere göre daha serttir. Çok daha yüksek kritik manyetik alana sahiptir. II.tip superiletkenler daha çok Niobium-titanium (NbTi), yüksek alanlı superiletken magnetlerin yapımında kullanılırlar. II.Tip superiletkenler genellikle, normal ve superiletim bölgelerinin sabit durumları içinde bulunurlar. Bu bazen vortex durumu (girdap durumu) olarak adlandırılır. Tablo 2: Bazı II. Tür süperiletkenlerin kritik sıcaklıkları ve T=0 daki üst kritik manyetik alanları MALZEME KRİTİK SICAKLIK (K), T C KRİTİK ALAN (T), B C2 (0) NbTi PbMoS V 3 Ga NbN V 3 Si Nb 3 Sn Nb 3 Al Nb 3 (AlGe) Nb 3 Ge Blatt, Modern Fizik 17

18 Açıklamalar dahilinde süperiletkenlik teorisine değinmeden önce süperiletkenlik özellikleri, çeşitleri ve malzemelerin yapımı için gerekli olan kullanışlı malzemeler tablolarda verilmiştir.genel olarak yapılan araştırmalar dahilinde; Süperiletkenlik, belirli maddelerin doğru akımı hiçbir direnç göstermeden kayıpsız iletmek için aşırı düşük sıcaklıklarda soğutulduklarında, bu maddelerin gösterdikleri özellikleridir yani sıcaklığın belirli bir değerin altına düşürüldüğü zaman doğru akım ile elektriksel dirençleri sıfır olan malzemelere süperiletken denir. Yüzlerce malzemenin çok düşük sıcaklıklarda süperiletkene dönüştüğü bilinmektedir. Süperiletkenler, metallerden çok farklı özelliklere sahip değildir, kritik bir sıcaklıkta ve kritik bir manyetik alan altındaki durumudur. 20 den fazla metalik elementten süperiletken özelliğe sahip malzemeler yapılabilir. Hepsi metal olan 27 kimyasal element, atmosfer basıncında, kendi kristal-grafik formlarında süperiletkenlerdir. Bunlar arasında yaygın olarak bilinenler Alüminyum, Kalay, Kursun, Cıva, Renyum, Lantan ve Proktantinyum. Bunlara ilave olarak metal, yarıiletken olan 11 kimyasal element düşük ısı ve yüksek basınç altında süperiletkendir. Uranyum, Seryum, Silikon ve Selenyumu bunlar arasında sayabiliriz. Bizmut kendi kristal-grafik formunda süperiletken olmamasına rağmen, çok düşük sıcaklıklarda düzenli duruma geçerek süperiletken haline gelebilir. Krom, Manganez, Demir, Kobalt ve Nikel gibi magnetik elementlerin hiçbirinde süperiletkenlik görülmez. Bilinen süperiletkenlerin birçoğu alaşım veya bileşiktir. Kendisini olusturan kimyasal elementler süperiletken olmasa bile bir bilesiğin süperiletken olması mümkündür. (Örnek olarak gümüs-florid ve bir karbon-potasyum bilesiği verilebilir.) Kalay-Tellrid gibi bazı yarıiletken bileşikler uygun bir şekilde yabancı atomlarla yüklenirse süperiletken olabilirler. 18

19 Tablo 3: Süperiletken Dönüşüm Sıcaklıkları ve Kritik Manyetik Alanlar Li Be * Süperiletkenlik Paremetreleri B C N O F Ne Dönüşüm sıcaklığı Kelvin değerinde Kriitk manyetik alan Gauss değerinde Na Mg Al Si* P* S* Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr* Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge* As* Se* Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn(w) Sb* Te* I Xe Cs* Ba* La(fcc) Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi* Po At Rn Fr Ra Ac Ce* Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Veriler, Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th Ed., Ch 12 Kritik sıcaklık değerleri, Myers, Ch

20 Süperiletken elementler Manyetik özellik gösteren elementler Metal ancak henüz süperiletken olduğu anlaşılamamış elementler Metal olmayan elementler * Yüksek basınçta ve düşük ısıda süperiletken elementler (herhangi bir renk içinde) Açıklama: Birinci ve ikinci tip süperiletkenleri için tablo1, tablo2, tablo3 deneysel sonuçlara göre oluşturulmuştur.bu tablolar yüksek sıcaklık süperiletkenlikleri yani oda sıcaklığında süperiletkenliğe geçiş için yapılan çalışmalara ışık tutmak amacıyla oluşturulmuştur.bu tabloları süperiletkenliğin periyodik tablosu gibi düşünebiliriz. 20

21 3.3. Meissner Olayı Bir malzemenin normal bir durumdan süperiletken durumuna geçtiğinde, aktif olarak kendi içinden manyetik alanı dışarladığı görülecektir ki bu etki Meissner etkisi olarak adlandırılır. Bir süperiletkenin içindeki bu sıfır manyetik alan zorlaması, malzemenin sıfır elektriksel direncinden ortaya çıkan kusursuz diamanyetizmadan (diyamanyetik maddeler manyetik momente sahip değildirler.dış manyetik alan tarafından itilirler, elektronları eşlenmiştir.ör:h 2 O, Cu (k)) farklıdır. Sıfır direnç şu anlama gelmektedir; bir süperiletkeni mıknatıslandırmaya çalıştırdığınız takdirde genel çevrim yüklenen alana tam olarak karşı çıkacak şekilde oluşturulacaktır (Lenz yasası). B dış Diamanyetizma Kusursuz diamagnet Dirençsiz duruma geçiş Uygulanan alana zıt yönde manyetik alan oluşur. Kusursuz diamagnet Malzemeye uygulanan B manyetik alanın sıfırdan başlayarak artması malzeme içinde elektronları ivmelendiren bir elektromotor kuvveti oluşturur (Faraday yasası). Lenz yasasına göre ise ortaya çıkan elektrik akımı uygulanan alanı perdeleyecek yönde olur, uygulanan alan sabit tutulduğunda ise elektromotor kuvveti sıfır olur. Buna rağmen akım devam eder ve bundan dolayı malzeme alana zıt doğrultuda bir mıknatıslanma M ( birim hacim başına manyetik moment) kazanır. Bu olay diamanyetizmadır. (malzemenin manyetik etkilerini kuvveti ), manyetik alınganlık H olmak üzere malzemenin makroskobik magnetik alnı M= H olacaktır. I.Tip süperiletkenlerde =-1 olduğundan mükemmel diamagnet olarak adlandırılırlar. Şekil 7: Kusursuz Diamagnet 21

22 Eğer malzeme daha önceden sürekli bir manyetik alana maruz kaldıysa manyetik alanın olduğu gibi kalması beklenecektir.eğer uygulanan manyetik alanda herhangi bir değişiklik meydana gelmemiş ise kusursuz bir iletken içinde bile herhangi bir elektromotor kuvveti (voltaj) oluşturulmayacaktır (Faraday yasası). Süperiletken Dirençsiz duruma geçiş Şekil 8: Süperiletken Bundan dolayı aktif manyetik alan dışarlaması, sıfır dirençten ayrı bir etki olarak göz önünde tutulmalıdır. Sabit durum Meissner etkisi II. Tip malzemelerde meydana gelir. Meissner etkisine teoriksel bir açıklama London Denklemleriyle açıklayabiliriz. B= -(m/ n s e 2 )rot J (2) J = -(n S e 2 E) / m (3) J: Akım yoğunluğu m: Elektronların kütlesi e: Elektronların yükü ns: Elektronların yoğunluğu E: Elektrik alan B :Manyetik alan London denklemleri süperiletkenliği tam olarak açıklamasa da süperiletkenlerin makroskobik özelliklerinin çoğunu açıklamıştır.deneysel verilerle elde edilen sonuçlarla denklemler uyum içindedir. 22

23 Bu denklemler şunu gösterir; manyetik alan bir superiletken içersinde nm lik uzaklılarda eksponansiyel olarak bozulacaktır. Manyetik alanın süperiletken içersinde uzaklığa bağlı olarak üstel bir biçimde azalması London tesir derinliği olarak adlandırılan karakteristik uzunluk ölçeğine bağlıdır.(griffiths,1996) Süperiletkenler belli bir kritik sıcaklık değerinde dirençlerinin yok olmasından başka çok önemli manyetik özelliklere de sahiptirler. Süperiletkenlerin sıfır direnç göstermelerinin yani sıra yakınlarında bulunan herhangi bir manyetik alanı dışlamaları da ayırt edici bir özellikleridir. Örneğin bir mıknatıs kritik sıcaklığın (süperiletkenliğe geçiş sıcaklığı) altında bulunan bir süperiletkeni sanki ters kutuplu bir mıknatısmış gibi iter. Ancak kritik sıcaklığının üstünde ayni süperiletken madde herhangi (mıknatıs olmayan) bir iletken gibi davranır. Yani mıknatısın süperiletken üzerinde bir etkisi gözükmez. Elektrik iletimiyle ilgili tüm uygulamalar için idealdirler. Bunun yani sıra süperiletkenler büyük miktarda akımda taşıyabilirler. Manyetik Alan Şekil 9:Süperiletken içerisindeki manyetik akı tuzaklanması 23

24 4. SÜPERİLETKENLİK TEORİSİ Süperiletkenlik teorisinin 1957 yılında BCS teorisiyle açıklanmıştır.bu teorinin oluşum ve gelişim aşamasında izotop etkisi ve Cooper çiftlerinin açıklanması büyük öneme sahiptir İzotop Etkisi, Civa İzotop etkisi, BCS kuramına ipucu olma niteliği taşımaktadır. Süperiletken bir elementin izotoplarında artan atom kütlelerine karşı kritik sıcaklıklarının azaldığı gözlenmiştir.bu izotop etkisi bir süperiletkende akım taşıyan elektronların iyon örgüsünden bağımsız olarak hareket etmediklerini, örgüyle etkileştiklerini gösterir.bu etkileşme normal iletkenlerde elektronların örgü kusurlarından ve titreşimlerinden dolayı meydana gelen saçılmasındaki etkileşmeye benzetilebilir. (Muramatsu A., Superconductivity, t.y.,p.16) Eğer elektriksel iletkenlik civa da tamamen elektronik etkilerle gerçekleşiyorsa oradaki çekirdek kütlesinden bağımsız olabilir.kritik sıcaklıktaki bu bağımsızlık süperiletkenlik için izotropik kütle üzerinde elektronlar ve örgü arasında etkileşimin olduğunun kanıtıdır.bu elektron çiftleri (Cooper Çiftleri) de örgüdeki BCS teorisine dayanmaktadır. İzotropik kütlenin bir fonksiyonu olarak civa için süperiletkenlik geçişi Tc (Kelvin) 1/(A)^1/2 Şekil 10 : İzotropik kütlenin bir fonksiyonu olarak civa için süperiletkenlik geçişi 24

25 Bu olağanüstü olay tam olarak direncin geçişinde sıfır değerini alması olayına benzemektedir.örgüdeki mekaniksel özelliği tamamen içermektedir.bir yük kritik sıcaklıktayken, süperiletkenlik geçişinde ortamdaki enerjiyle birleşir.bu enerjinin parçalarını yani örgüde kütle olarak tanımlanan enerji değerlerinden yararlanıyoruz, örgüdeki atomların enerjisini kullanmaya başlıyoruz.bu gösterge örgüdeki titreşimlerin süperiletkenlik oluşumundaki bir parçasıdır.bu önemli ipucu BCS teorisinin gelişimindeki göstergedir.çünkü izotop etkisi,örgüde elektron çiftlenmesinde ve kuantum davranışında fononları içerdiği düşüncesinin gelişmesini sağlamıştır. 4.2 Cooper Çiftleri Süperiletkenlik olgusu elektronların davranışıyla belirlenir.süperiletken bir metalin kristal örgüsündeki serbest elektronların, civarlarındaki pozitif iyonlarla etkileşmeleri örgüde kusurlara neden olur.bunun sonucunda, normalde birbirlerini itmesi gereken elektronlar arasında dolaylı bir çekim kuvveti, ve bunun sonucunda ise metal içinde elektron çiftleri oluşur.cooper çiftleri adı verilen bu elektron çiftlerinin saçılma ile birbirlerinden ayrılmaları zordur.üstelik bu çiftlerin saçılmayı önleyici kuantum özellikleri de vardır.bu çiftler süperiletkenliğe neden olurlar.çünkü metallerde elektriksel iletkenlik temelde saçılmaya bağlıdır; ne kadar az sayıda saçılma olursa metal elektriksel olarak o kadar iyi iletken hale gelir.sıcaklığın artması sonucunda fononların oluşması ve bundan dolayı metalin iletkenliğinde direnç etkisi göstermesi örnek olarak verilebilir.(kirtley, J.R., Chang, C. T., 1996.) Bir metalin süperiletkenlik durumuna geçişi elektronların bir bant aralığının altındaki bir seviyede yoğunlaşması özelliğine sahiptir. Bu yoğunlaşma türü süper akışkan helyum da görüldüğü gibidir, fakat helyum bozonlardan oluşmuştur. Elektronlar Pauli Dışarlama İlkesi nedeniyle tek bir seviyede toplanamazlar.froehlich, metaryelde örgü titreşimleri tarafından elektronların, bir çift olarak (çiftlerin birleşimi gibi) davrandıklarını önerdikten sonra bu çiftler arasında fononların karşılıklı olarak değiş tokuş ettikleri düşüncesiyle cooper çiftlerini betimlemiştir.fononlar da örgü titreşim enerjisindeki kuantalar olarak düşünülmüştür.etkileşimdeki deneysel kanıtlar, örgüyle izotop etki tarafından süperiletkenlik geçişi sıcaklığında üretilmiştir.elektron çiftlerinin davranışı bozonlarınkine benziyordu.bu durum daha fazla Cooper tarafından araştırıldı ve bu çiftlere Cooper çiftleri denildi.cooper çiftlerinin yoğunlaşması, süperiletkenlikteki BCS teorisinin temelidir.(peterson, I., Electron Pairs and Waves Science News, 149, p , 1996.) 25

26 Süperiletken malzemenin örgü Elektron çiftlerinin süperiletken bir maddeden geçişi sırasında elektronların örgüdeki pozitif atomlar tarafından çekilmesi elektronun yolunda yani örgüde hafif bir dalgalanmaya neden olur. Süperiletken malzemenin örgü ELEKTRON FONON Örgüde meydana gelen dalgalanma içerisinde, bu dalgalanmayı yaratan elektrona zıt yönde hareket eden diğer elektron bu bölüme geldiğimde burada bulunan pozitif iyonlar tarafından çekilirler.bu çekme atomik uzaklık mertebesinde olduğundan kısa menzillidir.bu iyonik etkinin iki elektron arasındaki etkileşmeyi birbirine aktarmasından dolayı bu çekim hayali fononlarla sağlanır. ELEKTRON Süperiletken malzemenin örgü Süperiletken malzemenin örgü. Örgü titreşimi elektron çiftinin diğer elektronu bu ortamdan geçinceye kadar sürer. Bu olayın net etkisi, Cooper çiftinin ilk elektronun pozitif yüklü iyonlar arasından geçerken bir fonon yayması ve diğer elektronunun bir fonon soğurmasıdır. Bu fonon alışverişi Cooper çiftlerini bir arada tutan etkendir. Bu çift, kristal örgü içerisinde tutarlı olarak bozulmakta ve yeniden oluşmaktadır Bu oluşum elektron çiftlerinin aralarında fononlar yardımıyla oluyor ve Feynman diyagramlarıyla tarif ediliyorlar. Şekil 11: Elektron- fonon etkileşimiyle Cooper çiftlerinin oluşumu ve örgü atomları üzerindeki etkisi 26

27 Böylece etkileşim gücü, izotop etki ve bozon durumlarına benzerlikte süperiletkenlik için kritik sıcaklık değerinde bu süreçler deneysel katkı sağlıyor. Cooper çiftlerinin oluşumu, polaron etkisini taşımaktadır.şekil 12 de görüldüğü gibi elektronların örgü atomlarıyla etkileşmeleri sonucunda örgü atomlarını etkilemekte ve Cooper çiftlerinin oluşumuna destek vermektedir.malzemenin yapısı içerisinde örgü atomlarının etkileşmeleri ve Cooper çiftlerinin oluşumuna etkisi malzemenin karakteristik bir özellik olduğundan dolayı malzemeden malzemeye çeşitlilik göstermektedir. Şekil 12 : İyonik kristal içerisindeki bir elektronun pozitif örgü iyonlarıyla etkileşmesi ve bu bölgedeki potansiyeli değiştirmesi sonucu polaron etkisinin malzemenin fiziksel yapısına bağlı olarak değiştirdiğini göstermektedir..bu etkileşme malzemenin karakteristik özelliğine bağlı olarak Cooper çiftlerini oluşturmaktadır. 27

28 Elektron-fonon etkileşim sabiti α ve materyalin çift oluşturma sabitleri malzemenin karakteristik özelliği olarak verilmektedir. α sabitinin örgü içerisinde küçük olması Cooper çiftlerinin oluşumunu hızlandıran bir süreçtir. Tablo 4: Elektron-fonon etkileşim sabiti α Fröhlich çift (coupling) sabitleri Malzeme α Malzeme α InSb KI 2.5 InAs TlBr 2.55 GaAs KBr 3.05 GaP 0.20 RbI 3.16 CdTe 0.29 Bi 12 SiO ZnSe 0.43 CdF CdS 0.53 KCl 3.44 AgBr 1.53 CsI 3.67 AgCl 1.84 SrTiO α-al 2 O RbCl

29 4.3. BCS Teorisi FONON ETKİLEŞMESİ ELEKTRONLARIN COOPER ÇİFTİ ÖRGÜ SABİTİ Şekil 13: BCS teorisinin teorik olarak kurgulanan modeli Süperiletkenlikdeki BCS teorisi 1957 de Bardeen, Cooper, Schriffer tarafından öne sürülmüştür. Fermi seviyesinde küçük bir bandın varlığı bu teorinin temelidir. Bant aralığının, kritik bir sıcaklığın, kritik bir manyetik alanın ve ısı kapasitesinin varlığı I.Tip süperiletkenlerde eksponansiyel yapısı ile kanıtlanır.bcs teorisi, I.Tip süperiletken özelliklerinin ölçülmesinde, bu malzemeler olabilecek en küçük kristal titreşimlerine sahip olduklarından (elementlerden yapılırlar) dolayı davranışları BCS teorisi ile başarılı olarak açıklanmaktadır. Kristal örgüsü ile etkileşim olduğunun göstergesi ise kritik sıcaklıkta izotop etsidir. Bant aralığı, bir çeşit yoğunlaşmanın (Bose-Einstein yoğunlaşması gibi) olduğu bir faz geçişini öngörmektedir. Fakat elektronlar aynı enerjili bir seviyede yoğunlaşamazlar (Pauli Dışarlama İlkesi)bundan dolayı iletkenlikteki önemli bir değişiklik için elektron davranışında önemli bir değişiklik olmalıdır. Zıt spinli elektron çiftler belki de bozon gibi davranabilir yaklaşımıyla,elektronların titreşimleri ve davranışları göz önünde bulundurarak birleştirilen elektron çiftinin dirence serbest katkıları Cooper çifti olarak isimlendirilerek BCS teorisinin açıklanmasında önemli bir role sahiptir..( L. N. Cooper, Phys. Rev., 104: , 1956.) BCS teorisinin açıklanmasına yardımcı olarak düşünülen Cooper çiftini oluşturan elektronlar arasında çekici bir etkileşme vardır.bu etkileşme zayıf olmasına rağmen elektronların çift oluşturmasında etkilidir.cooper çiftlerinin enerjisi, bu etkileşmeden dolayı etkileşmenin olmadığı durumundan daha düşüktür.cooper çiftinin sahip olduğu bağ, cooper çiftlerini bir araya getirmek veya bu çifti ayırmak için bir enerji gerekli olduğunu göstermektedir.cooper çiftleri bu özelliklerinden dolayı direncin oluşmamasını 29

30 sağlarlar.normal iletkenlerde kristal içerisindeki saçılmalar direncin oluşmasını sağlarken süperiletken de bağımsız elektronların Cooper çifti oluşturması nedeniyle saçılmaların olması için meydana gelen enerji Cooper çiftini ayıracak enerji değerinde değildir. Örgü içerisinde pozitif iyonlar arasında hareket eden elektron örgüdeki pozitif iyonlar tarafından çekilir.elektron ile iyon arasındaki etkileşme sırasında örgüde bir dalgalanma meydana gelir ve örgüdeki bu bozulma nedeniyle pozitif iyonlar birbirlerine yaklaşarak bu örgüden geçecek olan diğer elektron için pozitifliği daha da artmış bu bölge tarafından çekilir.bu durum iki elektron ile meydana gelen bir süreçtir.elektron ile pozitif iyon arasındaki etkileşme örgüdeki diğer iyonlara geçişte bir titreşim meydana getirir.bu durumda elektronları Cooper çifti olarak düşünmek teorinin açıklanmasında iyi bir düşünce biçimidir. BSC teorisi, kristal örgüsü ile elektronların etkileşimini iyi bir şekilde açıklamaktadır.örgü atomları negatif ve pozitif bölgelere titreşir böylece elektron çiftleri birbirlerini çeker veya iterler.dışarıdan örgü titreşimine ısı verilirse Cooper çiftleri bozulur, süperiletkenlik özelliği kalmaz.metaryal soğutulmaya başladığında moleküler hareket azalacağından Cooper çiftleri bozulmaz ve bu çift içinde bulunduğu malzemenin daha düşük enerji düzeyinde bulunmasını sağladığından malzeme daha kararlıdır.( V. L. Ginzburg and L. D. Landau, On the theory of superconductivity, 1950.) BCS teorisinin oluşumunda ki birleştirici düşünceler; 1. Süperiletkenlik teorisinin ilk görüşlerinden biri, normal iletkenlik durumundan yüklü taşıyıcıları ayıran bir bandın olması gerekliliğidir. (Yani Fermi seviyesinin altında bir seviyenin varlığı kabul edilir. Cooper çifti 2 elektron arasındaki çekici etkileşemeden kaynaklanır, bu çiftin enerjisi çift olamadan önceki durumundan daha düşüktür. Elektron çifti, kristali daha düşük enerji düzeyine indirdiği için kararlıdır. Süperiletken soğudukça moleküler hareketin azalması nedeniyle bozunuma uğramazlar, ama sıcaklık yükseltildikçe örgü titreşimleriyle enerji kazandıklarından ayrılırlar ve süperiletkenlik ortadan kalkar. İletkende elektronların hareketi saçılmaya uğradıklarından bir direnç vardır. Ama süperiletkende serbest elektronlar değil Cooper çiftleri olarak bağlı elektronlar vardır ve saçılmalar bu elektronları ayıracak kadar enerji transferi sağlayamazlar. Bu nedenle bu çiftler kristal içinde sürüklenerek akımı taşırlar.) 30

31 a.direncin tamamen sıfır olması durumu bir bandın göstergesi olarak düşünülebilir. Eğer yüklü taşıyıcılar kristal örgüsü ile hiç etkileşmeden hareket ediyorlarsa bu durum enerjilerinin kuantize olmasından dolayı olmalıdır, böylece örgüyle etkileşme enerjilerine ulaşacak mevcut enerji seviyeleri yoktur denilebilir. Sıfır direnç durumu b.vanadyum gibi malzemelerin ısı kapasitesi bir bandın varlığının göstergesidir. Sıcaklık kritik sıcaklığa yaklaştıkça ısı kapasitesi eksponansiyel olarak artar. Bu durum termal enerjinin belli bir enerji aralığını karşılayacak enerji olarak kullanıldığının göstergesi olmaktadır. Sıcaklık arttıkça bu bandı geçebilecek yeteri enerjiye sahip olan parçacık sayısında eksponansiyel bir artış olmaktadır. Şekil 14: Sıfır direnç durumunun süperiletkenlikte enerji kuantalanmasına ve bant yapısına katkısı 2. Süperiletkenlik için kritk sıcaklık bant aralığının bir ölçüsü olmalıdır, çünkü eğer yüklü taşıcılar bandı alabilecek termal enerjiyi alırlarsa malzeme süperiletkenliğini kaybedebilir. 3. Kritik sıcaklığın izotopik kütleye bağlı olduğu bulunduğundan yalnızca serbest elektronlarla iletkenlik sağlanmaz. Süperiletkenliğe geçiş kristal örgüsü ile bir takım etkileşmeleri de içermektedir. 4 Fermiyonlardan oluşan bir sistemde, süperiletkenlikteki gibi tek elektronlardan kurtulabiliriz (Cooper çiftleri).bütün mevcut enerji seviyeleri Fermi enerjisine kadar doludur. Fermi seviyesinde küçük bir bandın varlığı söz konusudur. 5. Gerekli olan bozon davranışı zıt spinli elektron çiftleriyle oluşturulabilir. İzotop etkisi kristal örgüde var olan elektron çiftlerini öngörmektedir. Bu da Cooper çiftleriyle fonon etkileşimi düşüncesini ortaya koyar. 31

32 Kristal örgünün bozulması Elektron Pozitif iyon ( a ) BCS Teorisi Spin dönmesi Spin-dalga çekimi Yüklü taşıyıcı ( b ) Spin -Dalga Teorisi Şekil 15: ( a ) BCS Teorisi nde ( b ) Spin Dalga Teorisi nde elektron çifti ve pozitif iyonların etkileşimi. 32

33 4.4. Josephson Olayları BCS teorisini farklı bir bakış açısıyla ele alırsak, iletim elektronları Fermi küresinin içinde bulunana bir metal düşünelim. Fermi yüzeyinin hemen içinde bulunan iki elektronu düşünecek olursak, bunlar birbirlerini Coulomb kuvveti ile iteceklerdir. Fermi küresinin içindeki diğer elektronların perdelenmesi nedeni ile bu kuvvet azalacaktır. Perdelenmeyi de dikkate aldıktan sonra iki elektron arasında mevcut kuvvet, itici küçük bir kuvvettir. Bunun yanında, bazı nedenlerden dolayı iki elektron birbirini çeker. Cooper, bu elektronların Fermi yüzeyine yakın, bağlı halde olacağını göstermiştir. Bu durum çok önemlidir. Bağlı durumdaki iki elektron tek bir sistem oluşturacak şekilde çiftlenirler ve hareketleri ortaktır. Bu çiftleme, sisteme bağlanma enerjisine eşit miktarda enerji uygulayınca ancak bozulabilir. Bu elektronlara Cooper çifti denir. Bu elektronlar zıt moment ve zıt spine sahip oldukları zaman bağlanma enerjileri en kuvvetlidir. Bu nedenle, elektronlar arasında herhangi bir çekim olursa Fermi yüzeyinin komşuluğunda tüm elektronlar Cooper çifti olarak sisteme yığılır. Bu çiftler süperlektronlardır. Şekil 16: Metalde Fermi Yüzeyi yakınındaki 1 ve 2 elektronları arasındaki etkileşme. Şekil 16'da görülen ve birbirinin yanında geçen iki elektron düşünelim. 1 nolu elektron negatif yüklü dolayısıyla (+) yüklü iyonları kendine doğru çeker (elektron-örgü etkileşmesi). Bu nedenle 2 nolu elektron 1'den etkilenmez. 1 nolu elektron iyonlarla perdelenmiştir denir. Perdelenme dolayısıyla bu elektronun net yükü azalır hatta net pozitif yük oluşur. Bu olunca, 2 nolu elektron 1'e doğru çekilir. Bu da Cooper çiftlerinin oluşması için gerekli olan net çekim etkileşmesine götürür. 1 numaralı elektron fermi enerjisi seviyesine yakın olduğundan hızı büyüktür. Ağır kütlesinden dolayı iyonun cevabı daha yavaştır. Buna rağmen 1 nolu elektronu hissederek ona cevap verir ve sonuç olarak 1 yerini değiştirir. Teknik yayınlarda her bir elektronun fonon 33

34 bulutuyla sarıldığını ve her bir elektronun fonon değişimi ile birbirlerine çekici kuvvet uyguladıkları söylenebilir. Mesela 1 tarafından yayılan fonon 2 tarafından çabukça soğurulur. Şekil17:1 ve 2 elektronları arasında çekici etkileşmeden sorumlu olan fonon değişimi 1 ve 2 elektronları arasındaki bağlanmanın bir sonu olarak elektronun spektrumunda enerji aralığı görülür. Şekil 18:Yörüngeler yoğunluğu D (E) süperiletkenler için enerji aralığını da gösterecek şekilde, şekilde gösterilmiştir. Taralı alan T = 0 0 K de dondurulmuş yörüngelerdir. ( E F - Δ 0 / 2, E F + Δ 0 / 2 ) enerji aralığındaki durumlar şimdilik yasaktır. Buradaki durumlar bu enerji aralığının hemen altına veya üstüne çekilmiştir. Süperiletkenler için Fermi enerjisinden uzakta durumlar yoğunluğu normal metallerde olduğu gibidir. Teori, sıfır derece sıcaklıkta enerji aralığının Δ 0 = 4 h W D e - ( 2 D(E F )V1 ) (4) ile verildiği gösterir. Burada W D, Debye Frekansı, D (E F ) Fermi enerj seviyesindeki normal metalde durumlar yoğunluğu ve V 1 elektron-örgü etkileşmesinin gücünü gösterir. (4) bağıntısında W D nin yer almasının nedeni, elektron çiftleri arasında Fonon değişiminin olmasıdır. (4) bağıntısından elde edilen birkaç yararlı sonuç aşağıda sıralanmıştır. 1. Kabaca Δ 0 hw D dir ve tipik Fonon enerjisidir. Bu bağıntı doğru genlikte sonuç verir. hw D x erg 10-2 ev 34

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1 KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1 Elektriksel olaylarla ilgili buraya kadar yaptığımız, tartışmalarımız, durgun yüklerle veya elektrostatikle sınırlı kalmıştır. Şimdi, elektrik

Detaylı

Nadir ve Kıymetli Metaller Metalurjisi. Y.Doç.Dr. Işıl KERTİ

Nadir ve Kıymetli Metaller Metalurjisi. Y.Doç.Dr. Işıl KERTİ Nadir ve Kıymetli Metaller Metalurjisi Y.Doç.Dr. Işıl KERTİ Ders içeriği 1. Giriş ve Periyodik cetvel 2. Kıymetli Metaller (Ag, Au, Pt, ) 3. Kıymetli Metaller (Ag, Au, Pt, ) 4. Kıymetli Metaller (Ag, Au,

Detaylı

SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir.

SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir. . ATOMUN KUANTUM MODELİ SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir. Orbital: Elektronların çekirdek etrafında

Detaylı

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1 BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK Atom yapısı Bağ tipleri 1 Atomların Yapıları Atomlar başlıca üç temel atom altı parçacıktan oluşur; Protonlar (+ yüklü) Nötronlar (yüksüz) Elektronlar (-yüklü) Basit bir atom

Detaylı

Periodic Table of the. Elements I A II A III B IV B V B VI B VII B VIII B I B II B III A IV A V A VI A VII A VIII A 1 1 2 1 H H He 1.008 1.008 4.

Periodic Table of the. Elements I A II A III B IV B V B VI B VII B VIII B I B II B III A IV A V A VI A VII A VIII A 1 1 2 1 H H He 1.008 1.008 4. PERİYODİK SİSTEM Periodic Table of the s d p Elements I A II A III B IV B V B VI B VII B VIII B I B II B III A IV A V A VI A VII A VIII A 1 1 2 1 H H He 1.008 1.008 4.0026 3 4 5 6 7 8 9 10 2 Li Be B C

Detaylı

İstatistiksel Mekanik I

İstatistiksel Mekanik I MIT Açık Ders Malzemeleri http://ocw.mit.edu 8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği 2007 Güz Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Şartları hakkında bilgi almak için

Detaylı

ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER

ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER İletkenlik Elektrik iletkenlik, malzeme içerisinde atomik boyutlarda yük taşıyan elemanlar (charge carriers) tarafından gerçekleştirilir. Bunlar elektron veya elektron boşluklarıdır.

Detaylı

Manyetik Alan. Manyetik Akı. Manyetik Akı Yoğunluğu. Ferromanyetik Malzemeler. B-H eğrileri (Hysteresis)

Manyetik Alan. Manyetik Akı. Manyetik Akı Yoğunluğu. Ferromanyetik Malzemeler. B-H eğrileri (Hysteresis) Manyetik Alan Manyetik Akı Manyetik Akı Yoğunluğu Ferromanyetik Malzemeler B-H eğrileri (Hysteresis) Kaynak: SERWAY Bölüm 29 http://mmfdergi.ogu.edu.tr/mmfdrg/2006-1/3.pdf Manyetik Alan Manyetik Alan

Detaylı

Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Üç çeşit temel bağ vardır:

Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Üç çeşit temel bağ vardır: Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Üç çeşit temel bağ vardır: İyonik bağlar, elektronlar bir atomdan diğerine aktarıldığı zaman

Detaylı

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM GENEL KİMYA ATOMUN ELEKTRON YAPISI Bohr atom modelinde elektronun bulunduğu yer için yörünge tanımlaması kullanılırken, kuantum mekaniğinde bunun yerine orbital tanımlaması kullanılır. Orbital, elektronun

Detaylı

s, p, d Elementleri f Elementleri Asal Gazlar

s, p, d Elementleri f Elementleri Asal Gazlar s, p, d Elementleri Hidrojen 1A Grubu: Alkali metaller 2A Grubu: Toprak Alkali Metaller 3A Grubu: Toprak Metalleri 4A Grubu 5A Grubu 6A Grubu: Kalkojenler 7A Grubu: Halojenler B Grubu: Geçiş Metalleri

Detaylı

Enerji Band Diyagramları

Enerji Band Diyagramları Yarıiletkenler Yarıiletkenler Germanyumun kimyasal yapısı Silisyum kimyasal yapısı Yarıiletken Yapım Teknikleri n Tipi Yarıiletkenin Meydana Gelişi p Tipi Yarıiletkenin Meydana Gelişi Yarıiletkenlerde

Detaylı

GENEL KİMYA. 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar

GENEL KİMYA. 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar GENEL KİMYA 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar Kimyasal Türler Doğada bulunan bütün maddeler tanecikli yapıdadır. Maddenin özelliğini gösteren küçük yapı

Detaylı

Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri 15.4.2015. Elektronik kutuplaşma

Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri 15.4.2015. Elektronik kutuplaşma Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER Dielektrik malzemeler; serbest elektron yoktur, yalıtkan malzemelerdir, uygulanan elektriksel alandan etkilenebilirler. 1 2 Dielektrik malzemeler Elektriksel alan

Detaylı

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır.

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır. KİMYASAL BAĞLAR Kimyasal bağ, moleküllerde atomları birarada tutan kuvvettir. Bir bağın oluşabilmesi için atomlar tek başına bulundukları zamankinden daha kararlı (az enerjiye sahip) olmalıdırlar. Genelleme

Detaylı

Moleküllerarası Etkileşimler, Sıvılar ve Katılar - 11

Moleküllerarası Etkileşimler, Sıvılar ve Katılar - 11 Moleküllerarası Etkileşimler, Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten Sıvılar ve Katılar - 11 Maddenin Halleri Maddenin halleri arasındaki

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY. MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA TEMEL KAVRAMLAR ATOMLARDA ELEKTRONLAR PERİYODİK TABLO BÖLÜM II ATOM YAPISI VE ATOMLARARASı BAĞLAR BAĞ KUVVETLERİ VE ENERJİLERİ

Detaylı

5.111 Ders Özeti #12. Konular: I. Oktet kuralından sapmalar

5.111 Ders Özeti #12. Konular: I. Oktet kuralından sapmalar 5.111 Ders Özeti #12 Bugün için okuma: Bölüm 2.9 (3. Baskıda 2.10), Bölüm 2.10 (3. Baskıda 2.11), Bölüm 2.11 (3. Baskıda 2.12), Bölüm 2.3 (3. Baskıda 2.1), Bölüm 2.12 (3. Baskıda 2.13). Ders #13 için okuma:

Detaylı

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010 METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010 WEBSİTE www2.aku.edu.tr/~hitit Dersler İÇERİK Metalik Malzemelerin Genel Karakteristiklerİ Denge diyagramları Ergitme ve döküm Dökme demir ve çelikler

Detaylı

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU hasanyolcu.wordpress.com En az iki atomun belli bir düzenlemeyle kimyasal bağ oluşturmak suretiyle bir araya gelmesidir. Aynı atomda olabilir farklı atomlarda olabilir. H 2,

Detaylı

Atom Yapısı & Atomlar Arası Bağlar

Atom Yapısı & Atomlar Arası Bağlar Atom Yapısı & Atomlar Arası Bağlar Bölüm İçeriği Atom Bağları Birincil Bağlar İkincil Bağlar İyonik Kovalent Metalik van der Waals ATOMLAR ARASI BAĞLAR Atomlar malzemeyi oluşturmak için bağ kurarlar. Kurulan

Detaylı

İÇİNDEKİLER 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR...

İÇİNDEKİLER 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR... İÇİNDEKİLER Bölüm 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR... 1 1.1 Katıhal... 1 1.1.1 Kristal Katılar... 1 1.1.2 Çoklu Kristal Katılar... 2 1.1.3 Kristal Olmayan (Amorf) Katılar... 2 1.2 Kristallerde Periyodiklik... 2

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler MALZEME BİLGİSİ Dr.- Ing. Rahmi ÜNAL Konu: Katı Eriyikler 1 Giriş Endüstriyel metaller çoğunlukla birden fazla tür eleman içerirler, çok azı arı halde kullanılır. Arı metallerin yüksek iletkenlik, korozyona

Detaylı

6.HAFTA BÖLÜM 3: ÇEKİRDEK KUVVETLERİ VE ÇEKİRDEK MODELLERİ

6.HAFTA BÖLÜM 3: ÇEKİRDEK KUVVETLERİ VE ÇEKİRDEK MODELLERİ 6.HAFTA BÖLÜM 3: ÇEKİRDEK KUVVETLERİ VE ÇEKİRDEK MODELLERİ 3.1 ÇEKİRDEK KUVVETLERİ 3.1.1. GENEL KARAKTERİSTİK Çekirdek hakkında çok fazla bir şey bilmezden önce yalnızca iki farklı etkileşim kuvveti bilinmekteydi.

Detaylı

Bölüm 2: Atomik Yapı & Atomarası Bağlar

Bölüm 2: Atomik Yapı & Atomarası Bağlar Bölüm 2: Atomik Yapı & Atomarası Bağlar Bağlanmayı ne sağlar? Ne tip bağlar vardır? Bağların sebep olduğu özellikler nelerdir? Chapter 2-1 Atomun yapısı (Birinci sınıf kimyası) atom electronlar 9.11 x

Detaylı

MALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ

MALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ MALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ Bölüm İçeriği Bağ Enerjisi ve Kuvveti Atomlar arası mesafe, Kuvvet ve Enerji İlişkisi Atomlar arası Mesafeyi Etkileyen Faktörler. Sıcaklık, Iyonsallik derecesi,

Detaylı

Atomdan e koparmak için az ya da çok enerji uygulamak gereklidir. Bu enerji ısıtma, sürtme, gerilim uygulama ve benzeri şekilde verilebilir.

Atomdan e koparmak için az ya da çok enerji uygulamak gereklidir. Bu enerji ısıtma, sürtme, gerilim uygulama ve benzeri şekilde verilebilir. TEMEL ELEKTRONİK Elektronik: Maddelerde bulunan atomların son yörüngelerinde dolaşan eksi yüklü elektronların hareketleriyle çeşitli işlemleri yapma bilimine elektronik adı verilir. KISA ATOM BİLGİSİ Maddenin

Detaylı

İyonlar. İyon? Pozitif veya negatif yükü olan bir atoma yada atomlar grubuna iyon denir.

İyonlar. İyon? Pozitif veya negatif yükü olan bir atoma yada atomlar grubuna iyon denir. İyonlar İyon? Pozitif veya negatif yükü olan bir atoma yada atomlar grubuna iyon denir. 1 Atomlardan İyon Oluşumu ve İyon Bir atomdan iyon denilen yüklü bir parçacık oluşturulabilir. Bunun için, nötral

Detaylı

Elektrik Yük ve Elektrik Alan

Elektrik Yük ve Elektrik Alan Bölüm 1 Elektrik Yük ve Elektrik Alan Bölüm 1 Hedef Öğretiler Elektrik yükler ve bunların iletken ve yalıtkanlar daki davranışları. Coulomb s Yasası hesaplaması Test yük kavramı ve elektrik alan tanımı.

Detaylı

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları 1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları Sol üstte yüzey seftleştirme işlemi uygulanmış bir çelik

Detaylı

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Esentepe Kampüsü, 54187, SAKARYA Atomlar Arası Bağlar 1 İyonik Bağ 2 Kovalent

Detaylı

Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar

Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar : iletkenlik katsayısı (S/m) Malzemelerin iletkenlikleri sıcaklık ve frekansla değişir. >>

Detaylı

12. Ders Yarıiletkenlerin Elektronik Özellikleri

12. Ders Yarıiletkenlerin Elektronik Özellikleri 12. Ders Yarıiletkenlerin lektronik Özellikleri T > 0 o K c d v 1 Bu bölümü bitirdiğinizde, Yalıtkan, yarıiletken, iletken, Doğrudan (direk) ve dolaylı (indirek) bant aralığı, tkin kütle, devingenlik,

Detaylı

FİZ4001 KATIHAL FİZİĞİ-I

FİZ4001 KATIHAL FİZİĞİ-I FİZ4001 KATIHAL FİZİĞİ-I Dr. Aytaç Gürhan GÖKÇE Katıhal Fiziği - I Dr. Aytaç Gürhan GÖKÇE 1 Giriş Bir kristali bir arada tutan şey nedir? Elektrostatik etkileşme elektronlar (-) ile + iyonlar arasındaki

Detaylı

Katılar. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2006

Katılar. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2006 Katılar Tüm maddeler, yeteri kadar soğutulduğunda katıları oluştururlar. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Oluşan katıların doğası atom, iyon veya molekülleri birarada tutan kuvvetlere

Detaylı

ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ

ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ Dr. Cemile BARDAK Ders Gün ve Saatleri: Çarşamba (09:55-12.30) Ofis Gün ve Saatleri: Pazartesi / Çarşamba (13:00-14:00) 1 TEMEL KAVRAMLAR Bir atom, proton (+), elektron (-) ve

Detaylı

ATOMİK YAPI VE ATOMLAR ARASI BAĞLAR. Aytekin Hitit

ATOMİK YAPI VE ATOMLAR ARASI BAĞLAR. Aytekin Hitit ATOMİK YAPI VE ATOMLAR ARASI BAĞLAR Aytekin Hitit Malzemeler neden farklı özellikler gösterirler? Özellikler Fiziksel Kimyasal Bahsi geçen yapısal etkenlerden elektron düzeni değiştirilemez. Ancak diğer

Detaylı

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ Infrared (IR) ve Raman Spektroskopisi Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY TİTREŞİM Molekülleri oluşturan atomlar sürekli bir hareket içindedir. Molekülde: Öteleme hareketleri, Bir eksen

Detaylı

Bölüm 7. Manyetik Alan ve. Manyetik Kuvvet. Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley

Bölüm 7. Manyetik Alan ve. Manyetik Kuvvet. Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Bölüm 7 Manyetik Alan ve Manyetik Kuvvet Hedef Öğretiler Manyetik Kuvvet Manyetik Alan ve Manyetik Akı Manyetik Alanda Yüklerin hareketi Yarıiletkenlerde Manyetik Kuvvet hesabı Manyetik Tork Elektrik Motor

Detaylı

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri 7 Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu 225 Test 1 in Çözümleri 1. Elektrikçe yüksüz parçacıklar olan fotonların kütleleri yoktur. Işık hızıyla hareket ettikleri için atom içerisinde bulunamazlar. Fotonlar

Detaylı

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Sıkı bir çalışmanın yerini hiç bir şey alamaz. Deha yüzde bir ilham ve yüzde doksandokuz terdir. Thomas Alva Edison İçerik TEMEL ELEKTRONİK KAVRAMLARI Transdüser ve Sensör

Detaylı

ATOMUN YAPISI VE PERIYODIK CETVEL

ATOMUN YAPISI VE PERIYODIK CETVEL ATOMUN YAPISI VE PERIYODIK CETVEL DALTON ATOM TEORISI - Tüm maddeler atomlardan yapılmıştır. - Farklı maddelerin atomlarıda birbirlerinden farklıdır. - Bir bileşiği oluşturan atomların kütleleri arasında

Detaylı

AKTİVİTE KATSAYILARI Enstrümantal Analiz

AKTİVİTE KATSAYILARI Enstrümantal Analiz 1 AKTİVİTE KATSAYILARI Enstrümantal Analiz Bir taneciğin, aktivitesi, a M ile molar konsantrasyonu [M] arasındaki bağıntı, a M = f M [M] (1) ifadesiyle verilir. f M aktivite katsayısıdır ve birimsizdir.

Detaylı

Elektrostatik Elektrik Alan Elektrik Akı Kondansatör. Kaynak : Serway-Beichner Bölüm 23, 24, 26

Elektrostatik Elektrik Alan Elektrik Akı Kondansatör. Kaynak : Serway-Beichner Bölüm 23, 24, 26 Elektrostatik Elektrik Alan Elektrik Akı Kondansatör Kaynak : Serway-Beichner Bölüm 23, 24, 26 İndüksiyon Nötr Maddenin indüksiyon yoluyla yüklenmesi (Bir yük türünün diğer yük türüne göre daha fazla olması)

Detaylı

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞİŞİM ÜNİTE 4 : MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞİŞİM ÜNİTE 4 : MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞİŞİM ÜNİTE 4 : MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ E BİLEŞİKLER VE FRMÜLLERİ (4 SAAT) 1 Bileşikler 2 Bileşiklerin luşması 3 Bileşiklerin Özellikleri 4 Bileşik Çeşitleri 5 Bileşik

Detaylı

1H: 1s 1 1.periyot 1A grubu. 5B: 1s 2 2s 2 2p 1 2.periyot 3A grubu. 8O: 1s 2 2s 2 2p 4 2.periyot 6A grubu. 10Ne: 1s 2 2s 2 2p 6

1H: 1s 1 1.periyot 1A grubu. 5B: 1s 2 2s 2 2p 1 2.periyot 3A grubu. 8O: 1s 2 2s 2 2p 4 2.periyot 6A grubu. 10Ne: 1s 2 2s 2 2p 6 PERİYODİK CETVEL Periyodik cetvel, benzer kimyasal özellik gösteren elementlerin alt alta gelecek şekilde artan atom numaralarına göre sıralandıkları çizelgelerdir. Periyodik cetveli oluşturan yatay satırlara

Detaylı

PERĐYODĐK ÇĐZELGE. Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK

PERĐYODĐK ÇĐZELGE. Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK PERĐYODĐK ÇĐZELGE Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK 8.1. PERĐYODĐK ÇĐZELGENĐN GELĐŞMESĐ 8.2. ELEMENTLERĐN PERĐYODĐK SINIFLANDIRILMASI Katyon ve Anyonların Elektron Dağılımları 8.3.FĐZĐKSEL ÖZELLĐKLERDEKĐ

Detaylı

A. ATOMUN TEMEL TANECİKLERİ

A. ATOMUN TEMEL TANECİKLERİ ÜNİTE 3 MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ 1. BÖLÜM MADDENİN TANECİKLİ YAPISI 1- ATOMUN YAPISI Maddenin taneciklerden oluştuğu fikri yani atom kavramı ilk defa demokritus tarafından ortaya atılmıştır. Örneğin;

Detaylı

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir.

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir. MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir. Her maddenin bir kütlesi vardır ve bu tartılarak bulunur. Ayrıca her

Detaylı

izotop MALZEME BILGISI B2

izotop MALZEME BILGISI B2 1. Giriş 2. Temel Kavramlar 3. Atomlarda Elektronlar 4. Periyodik Tablo 5. Bağ Kuvvetleri ve Enerjileri 6. Atomlararası Birincil Bağlar 7. İkincil bağlar veya Van Der Waals Bağları 8. Moleküller Bu özelliklerinden

Detaylı

T.C. AKSARAY ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL VE TEKNOLOJİK UYGULAMA VE ARAŞTIRMA MERKEZİ (ASÜBTAM)

T.C. AKSARAY ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL VE TEKNOLOJİK UYGULAMA VE ARAŞTIRMA MERKEZİ (ASÜBTAM) Tel: 0382 288 2691 e-posta: asubtam@aksaray.edu.tr İnt.: http://asubtam.aksaray.edu.tr/ İçindekiler Gaz Kromatografisi Kütle Spektrometresi (GC-MS)... 2 Gaz Kromatografisi Flame Ionization Detector (GC-FID)...

Detaylı

KİMYASAL BAĞLAR Kimyasal bağlar, Moleküllerde atomları birarada tutan

KİMYASAL BAĞLAR Kimyasal bağlar, Moleküllerde atomları birarada tutan KİMYASAL BAĞLAR Kimyasal bağlar, Moleküllerde atomları birarada tutan kuvvettir. Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Atomun sembolünün

Detaylı

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Bahar Yarıyılı Bölüm-6 Özeti Ankara Aysuhan OZANSOY

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Bahar Yarıyılı Bölüm-6 Özeti Ankara Aysuhan OZANSOY FİZ102 FİZİK-II Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü 2014-2015 Bahar Yarıyılı Bölüm-6 Özeti 21.04.2015 Ankara Aysuhan OZANSOY Bölüm 6: Akım, Direnç ve Devreler 1. Elektrik Akımı ve Akım Yoğunluğu

Detaylı

Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin

Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin dış ortamdan ısı absorblama kabiliyetinin bir göstergesi

Detaylı

ATOM ATOMUN YAPISI 7. S I N I F S U N U M U. Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir.

ATOM ATOMUN YAPISI 7. S I N I F S U N U M U. Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir. ATO YAP Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir Atomda bulunan yükler; negatif yükler ve pozitif yüklerdir Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir Atomu oluşturan

Detaylı

Bölüm 9 ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON. Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley

Bölüm 9 ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON. Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley Bölüm 9 ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON Hedef Öğretiler Faraday Kanunu Lenz kanunu Hareke bağlı EMK İndüksiyon Elektrik Alan Maxwell denklemleri ve uygulamaları Giriş Pratikte Mıknatısın hareketi akım oluşmasına

Detaylı

Şekilde görüldüğü gibi Gerilim/akım yoğunluğu karakteristik eğrisi dört nedenden dolayi meydana gelir.

Şekilde görüldüğü gibi Gerilim/akım yoğunluğu karakteristik eğrisi dört nedenden dolayi meydana gelir. Bir fuel cell in teorik açık devre gerilimi: Formülüne göre 100 oc altinda yaklaşık 1.2 V dur. Fakat gerçekte bu değere hiçbir zaman ulaşılamaz. Şekil 3.1 de normal hava basıncında ve yaklaşık 70 oc da

Detaylı

Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır.

Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır. ELEKTRİK AKIMI Potansiyelleri farklı olan iki iletken cisim birbirlerine dokundurulduğunda potansiyelleri eşit oluncaya kadar birinden diğerine elektrik yükü akışı olur. Potansiyeller eşitlendiğinde yani

Detaylı

BÖLÜM 1: Matematiğe Genel Bakış 1. BÖLÜM:2 Fizik ve Ölçme 13. BÖLÜM 3: Bir Boyutta Hareket 20. BÖLÜM 4: Düzlemde Hareket 35

BÖLÜM 1: Matematiğe Genel Bakış 1. BÖLÜM:2 Fizik ve Ölçme 13. BÖLÜM 3: Bir Boyutta Hareket 20. BÖLÜM 4: Düzlemde Hareket 35 BÖLÜM 1: Matematiğe Genel Bakış 1 1.1. Semboller, Bilimsel Gösterimler ve Anlamlı Rakamlar 1.2. Cebir 1.3. Geometri ve Trigometri 1.4. Vektörler 1.5. Seriler ve Yaklaşıklıklar 1.6. Matematik BÖLÜM:2 Fizik

Detaylı

Çalışma Soruları 2: Bölüm 2

Çalışma Soruları 2: Bölüm 2 Çalışma Soruları 2: Bölüm 2 2.1) Kripton(Kr) atomunun yarıçapı 1,9 Å dur. a) Bu uzaklık nanometre (nm) ve pikometre (pm) cinsinden nedir? b) Kaç tane kripton atomunu yanyana dizersek uzunlukları 1,0 mm

Detaylı

2- Bileşim 3- Güneş İç Yapısı a) Çekirdek

2- Bileşim 3- Güneş İç Yapısı a) Çekirdek GÜNEŞ 1- Büyüklük Güneş, güneş sisteminin en uzak ve en büyük yıldızıdır. Dünya ya uzaklığı yaklaşık 150 milyon kilometre, çapı ise 1.392.000 kilometredir. Bu çap, Yeryüzünün 109 katı, Jüpiter in de 10

Detaylı

DERS ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME KONU ÇALIŞMA YAPRAĞI HAZIRLAMA (MADDELERĐN AYIRT EDĐCĐ ÖZELLĐKLERĐ)

DERS ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME KONU ÇALIŞMA YAPRAĞI HAZIRLAMA (MADDELERĐN AYIRT EDĐCĐ ÖZELLĐKLERĐ) DERS ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME KONU ÇALIŞMA YAPRAĞI HAZIRLAMA (MADDELERĐN AYIRT EDĐCĐ ÖZELLĐKLERĐ) DERS SORUMLUSU : PROF. DR. Đnci MORGĐL HAZIRLAYAN Mustafa HORUŞ 20040023 ANKARA/2008

Detaylı

5.111 Ders Özeti #28 Geçiş Metalleri: Kristal Alan Teorisi Bölüm 16 s 681-683 ( 3. Baskıda s 631-633 ) Cuma Günü nün materyali.

5.111 Ders Özeti #28 Geçiş Metalleri: Kristal Alan Teorisi Bölüm 16 s 681-683 ( 3. Baskıda s 631-633 ) Cuma Günü nün materyali. 28.1 5.111 Ders Özeti #28 Geçiş Metalleri: Kristal Alan Teorisi Bölüm 16 s 681-683 ( 3. Baskıda s 631-633 ) Cuma Günü nün materyali d Orbitalleri Beş d orbitali vardır: d xy, d xz, d x 2 -y 2, d z 2 Bunların

Detaylı

formülü zamanı da içerdiği zaman alttaki gibi değişecektir.

formülü zamanı da içerdiği zaman alttaki gibi değişecektir. Günümüz endüstrisinde en yaygın kullanılan Direnç Kaynak Yöntemi en eski elektrik kaynak yöntemlerinden biridir. Yöntem elektrik akımının kaynak edilecek parçalar üzerinden geçmesidir. Elektrik akımına

Detaylı

CALLİSTER - SERAMİKLER

CALLİSTER - SERAMİKLER CALLİSTER - SERAMİKLER Atomik bağı ağırlıklı olarak iyonik olan seramik malzemeler için, kristal yapılarının atomların yerine elektrikle yüklü iyonlardan oluştuğu düşünülebilir. Metal iyonları veya katyonlar

Detaylı

PERİYODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR

PERİYODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR PERİODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR 1. Bir elementin periyodik cetveldeki yeri aşağıdakilerden hangisi ile belirlenir? A) Atom ağırlığı B) Değerliği C) Atom numarası D) Kimyasal özellikleri E) Fiziksel

Detaylı

ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü M6/6318 Bölümün tanıtılması Elektrik Elektronik Mühendisliğinin tanıtılması Mühendislik Etiği Birim Sistemleri Doğru ve

Detaylı

2007-2008 GÜZ YARIYILI MALZEME I Malzeme Bilimi ve Mühendisliğine Giriş Malzemelerin İç Yapısı 01.10.2007 1 ÖĞRETİM ÜYELERİ ve KAYNAKLAR Yrd.Doç.Dr. Şeyda POLAT Yrd.Doç.Dr. Ömer YILDIZ Ders Kitabı : Malzeme

Detaylı

TERMODİNAMİĞİN ÜÇÜNCÜ YASASI

TERMODİNAMİĞİN ÜÇÜNCÜ YASASI Termodinamiğin Üçüncü Yasası: Mutlak Entropi Yalnızca entropi değişiminin hesaplanmasında kullanılan termodinamiğin ikinci yasasının ds = q tr /T şeklindeki matematiksel tanımından entropinin mutlak değerine

Detaylı

Fotovoltaik Teknoloji

Fotovoltaik Teknoloji Fotovoltaik Teknoloji Bölüm 4: Fotovoltaik Teknolojinin Temelleri Fotovoltaik Hücre Fotovoltaik Etki Yarıiletken Fiziğin Temelleri Atomik Yapı Enerji Bandı Diyagramı Kristal Yapı Elektron-Boşluk Çiftleri

Detaylı

AKHİSAR CUMHURİYET MESLEKİ VE TEKNİK ANADOLU LİSESİ YARI İLETKENLER

AKHİSAR CUMHURİYET MESLEKİ VE TEKNİK ANADOLU LİSESİ YARI İLETKENLER YARI İLETKENLER Doğada bulunan atamlar elektriği iletip-iletmeme durumuna görene iletken, yalıtkan ve yarı iletken olarak 3 e ayrılırlar. İletken maddelere örnek olarak demir, bakır, altın yalıtkan maddeler

Detaylı

KİMYA -ATOM MODELLERİ-

KİMYA -ATOM MODELLERİ- KİMYA -ATOM MODELLERİ- ATOM MODELLERİNİN TARİHÇESİ Bir çok bilim adamı tarih boyunca atomun yapısı ile ilgili pek çok fikir ortaya atmış ve atomun yapısını tanımlamaya çalışmış-tır. Zaman içerisinde teknoloji

Detaylı

ATOMLAR ARASI BAĞLAR

ATOMLAR ARASI BAĞLAR MALZEME 2. HAFTA 1 ATOMSAL BAĞ ATOMLAR ARASI BAĞLAR Atomlar, atomlar arası bağ kuvvetleri ile bir araya gelirler. Malzemenin en küçük yapı taşı olan atomları bağ kuvvetleri bir arada tutar. Atomsal bağların

Detaylı

Ders 2- Temel Elektriksel Büyüklükler

Ders 2- Temel Elektriksel Büyüklükler Ders 2- Temel Elektriksel Büyüklükler Yard.Doç.Dr. Ahmet Özkurt Ahmet.ozkurt@deu.edu.tr http://ahmetozkurt.net Yük Elektriksel yük maddelerin temel özelliklerinden biridir. Elektriksel yükün iki temel

Detaylı

PERİYODİK CETVEL. Yanıt : D. www.kimyahocam.com. 3 Li : 1s2 2s 1 2. periyot 1A grubu. 16 S : 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 3.

PERİYODİK CETVEL. Yanıt : D. www.kimyahocam.com. 3 Li : 1s2 2s 1 2. periyot 1A grubu. 16 S : 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 3. PERİODİK CETVEL Periyodik cetvel, elementlerin atom numaraları temel alınarak düzenlenmiş bir sistemdir. Periyodik cetvelde, nötr atomlarının elektron içeren temel enerji düzeyi sayısı aynı olan elementler

Detaylı

KİNETİK GAZ KURAMI. Doç. Dr. Faruk GÖKMEŞE Kimya Bölümü Hitit Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi 1

KİNETİK GAZ KURAMI. Doç. Dr. Faruk GÖKMEŞE Kimya Bölümü Hitit Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi 1 Kinetik Gaz Kuramından Gazların Isınma Isılarının Bulunması Sabit hacimdeki ısınma ısısı (C v ): Sabit hacimde bulunan bir mol gazın sıcaklığını 1K değiştirmek için gerekli ısı alışverişi. Sabit basınçtaki

Detaylı

DA DEVRE. Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı ANALIZI

DA DEVRE. Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı ANALIZI DA DEVRE Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı ANALIZI BÖLÜM 1 Temel Kavramlar Temel Konular Akım, Gerilim ve Yük Direnç Ohm Yasası, Güç ve Enerji Dirençsel Devreler Devre Çözümleme ve Kuramlar

Detaylı

3.3. ÇEKİRDEK MODELLERİ

3.3. ÇEKİRDEK MODELLERİ 7. HAFTA 3.3. ÇEKİRDEK MODELLERİ Çekirdeği anlamak için temel tanımlamamız şu şekilde özetlenebilir: çekirdeğin içerisinde nükleonların nasıl hareket ettikleri ve nükleer kuvvetlerin nasıl davrandıklarıdır.

Detaylı

GRUPLARDA ELEMENTLER

GRUPLARDA ELEMENTLER GRULARDA ELEMENTLER Li e N 8 9 Ne 0 i 8 9 0 c Ti V r Mn e o Ni 8 u 9 Zn 0 e r r 8 Y 9 Zr 0 Nb Mo Tc Ru Rh d Ag d 8 9 n 0 b Xe a f Ta Re s r t 8 Au 9 g 80 Tl 8 b 8 i 8 o 8 At 8 Rn 8 r 8 Ra 88 Rf 0 Db 0

Detaylı

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Atomsal yapı

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Atomsal yapı Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN Temel kavramlar Atomsal yapı İçerik Temel kavramlar Atom modeli Elektron düzeni Periyodik sistem 2 Temel kavramlar Bütün maddeler kimyasal elementlerden oluşur.

Detaylı

MALZEMELERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

MALZEMELERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ MALZEMELERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ (Ders Notu) Manyetik Özellikler Doç.Dr. Özkan ÖZDEMİR MANYETİK ÖZELLİK Giriş Bazı malzemelerde mevcut manyetik kutup çiftleri, elektriksel kutuplara benzer şekilde, çevredeki

Detaylı

Termal Genleşme İdeal Gazlar Isı Termodinamiğin 1. Yasası Entropi ve Termodinamiğin 2. Yasası

Termal Genleşme İdeal Gazlar Isı Termodinamiğin 1. Yasası Entropi ve Termodinamiğin 2. Yasası Termal Genleşme İdeal Gazlar Isı Termodinamiğin 1. Yasası Entropi ve Termodinamiğin 2. Yasası Sıcaklık, bir gaz molekülünün kütle merkezi hareketinin ortalama kinetic enerjisinin bir ölçüsüdür. Sıcaklık,

Detaylı

SICAKLIK ALGILAYICILAR

SICAKLIK ALGILAYICILAR SICAKLIK ALGILAYICILAR AVANTAJLARI Kendisi güç üretir Oldukça kararlı çıkış Yüksek çıkış Doğrusal çıkış verir Basit yapıda Doğru çıkış verir Hızlı Yüksek çıkış Sağlam Termokupldan (ısıl İki hatlı direnç

Detaylı

Süperiletkenlik. Biri İngiltere de diğeri Hollanda da iki laboratuvar,

Süperiletkenlik. Biri İngiltere de diğeri Hollanda da iki laboratuvar, Zeynep Ünalan Dr, Bilimsel Programlar Uzmanı, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi Süperiletkenlik 1911 yılının Nisan ayında Heike Kammerlingh Onnes ve ekibi sıvı helyum kullanarak soğuttukları cıvada şaşırtıcı

Detaylı

ÖLÇME VE ÖLÇÜ ALETLERİ

ÖLÇME VE ÖLÇÜ ALETLERİ ÖLÇME VE ÖLÇÜ ALETLERİ 1. KISA DEVRE Kısa devre; kırmızı, sarı, mavi, nötr ve toprak hatlarının en az ikisinin birbirine temas ederek elektriksel akımın bu yolla devresini tamamlamasıdır. Kısa devre olduğunda

Detaylı

PERİYODİK CETVEL Mendeleev Henry Moseley Glenn Seaborg

PERİYODİK CETVEL Mendeleev Henry Moseley Glenn Seaborg PERİYODİK CETVEL Periyodik cetvel elementleri sınıflandırmak için hazırlanmıştır. İlkperiyodik cetvel Mendeleev tarafından yapılmıştır. Mendeleev elementleri artan kütle numaralarına göre sıralamış ve

Detaylı

Faz ( denge) diyagramları

Faz ( denge) diyagramları Faz ( denge) diyagramları İki elementin birbirleriyle karıştırılması sonucunda, toplam iç enerji mimimum olacak şekilde yeni atom düzenleri meydana gelir. Fazlar, İç enerjinin minimum olmasını sağlayacak

Detaylı

Temel Elektrik Elektronik. Seri Paralel Devrelere Örnekler

Temel Elektrik Elektronik. Seri Paralel Devrelere Örnekler Temel Elektrik Elektronik Seri Paralel Devrelere Örnekler Temel Elektrik Elektronik Seri Paralel Devrelere Örnekler Temel Elektrik Elektronik Yarıiletken Elemanlar Kullandığımız pek çok cihazın üretiminde

Detaylı

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi. Genel Kimya 101. Yrd.Doç.Dr.Zeynep OBALI e-mail: zobali@etu.edu.tr Ofis: z-83/2

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi. Genel Kimya 101. Yrd.Doç.Dr.Zeynep OBALI e-mail: zobali@etu.edu.tr Ofis: z-83/2 Genel Kimya 101 Yrd.Doç.Dr.Zeynep OBALI e-mail: zobali@etu.edu.tr Ofis: z-83/2 İyonik Bağ; İyonik bir bileşikteki pozitif ve negatif iyonlar arasındaki etkileşime iyonik bağ denir Na Na + + e - Cl + e

Detaylı

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları 40 Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları 1 Test 1 in Çözümleri 1. USG ve MR cihazları ile ilgili verilen bilgiler doğrudur. BT cihazı c-ışınları ile değil X-ışınları ile çalışır. Bu nedenle I ve II.

Detaylı

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM GENEL KİMYA MOLEKÜLLER ARASI KUVVETLER Moleküller Arası Kuvvetler Yüksek basınç ve düşük sıcaklıklarda moleküller arası kuvvetler gazları ideallikten saptırır. Moleküller arası kuvvetler molekülde kalıcı

Detaylı

Değerlik Kabuğu Elektron Çiftleri İtmesi (VSEPR) (Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory)

Değerlik Kabuğu Elektron Çiftleri İtmesi (VSEPR) (Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory) Moleküler Geometri Bir molekülde; atomlar arası oluşan bağlar, çevre atomların merkez atom etrafında üç boyutlu yerleşme düzeni, bağlar arası açılar molekülün geometrisini (şekliniyapısını) belirler. Molekül

Detaylı

PERİYODİK CETVEL

PERİYODİK CETVEL BÖLÜM4 W Periyodik cetvel, elementlerin atom numaraları esas alınarak düzenlenmiştir. Bu düzenlemede, kimyasal özellikleri benzer olan (değerlik elektron sayıları aynı) elementler aynı düşey sütunda yer

Detaylı

BAHAR YARIYILI I. ve II. ÖĞRETİM DÖNEMSONU SINAV SORULARI, Numarası: Adı Soyadı: İmza: Notu:

BAHAR YARIYILI I. ve II. ÖĞRETİM DÖNEMSONU SINAV SORULARI, Numarası: Adı Soyadı: İmza: Notu: 2009 2010 BAHAR YARIYILI I. ve II. ÖĞRETİM DÖNEMSONU SINAV SORULARI, 07.06.2010 Numarası: Adı Soyadı: İmza: Notu: 1- BeH2 ün yapısını ve özelliklerini (elektron dağılımı, bağ derecesi ve manyetik özelliği)

Detaylı

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER Malzemelerin mekanik özelliği başlıca kimyasal bileşime ve içyapıya bağlıdır. Malzemelerin içyapısı da uygulanan mekanik ve ısıl işlemlere bağlı olduğundan malzemelerin

Detaylı

Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri

Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri Helyum (2), neon (10), argon (18)in elektron dağılımları incelendiğinde Eğer bu üç elementin birer elektronu daha olsaydı, her birinde yeni bir katman oluşacaktı.

Detaylı

BÖLÜM 2. Gauss s Law. Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley

BÖLÜM 2. Gauss s Law. Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley BÖLÜM 2 Gauss s Law Hedef Öğretiler Elektrik akı nedir? Gauss Kanunu ve Elektrik Akı Farklı yük dağılımları için Elektrik Alan hesaplamaları Giriş Statik Elektrik, tabiatta birbirinden farklı veya aynı,

Detaylı

ATOM BİLGİSİ I ÖRNEK 1

ATOM BİLGİSİ I  ÖRNEK 1 ATOM BİLGİSİ I Elementlerin özelliklerini ta ıyan en küçük yapıta ı atomdur. Son çözümlemede, bütün maddelerin atomlar toplulu u oldu unu söyleyebiliriz. Elementler, aynı tür atomlardan, bile ik ve karı

Detaylı

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot Paslanmaz Çelik Gövde Yalıtım Sargısı Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot Katalizör Yüzey Tabakası Egzoz Gazları: Hidrokarbonlar Karbon Monoksit Azot Oksitleri Bu bölüme kadar, açıkça ifade edilmese

Detaylı

Hayat Kurtaran Radyasyon

Hayat Kurtaran Radyasyon Hayat Kurtaran Radyasyon GÜNLÜK HAYAT KONUSU: Kanser tedavisinde kullanılan radyoterapi KĐMYA ĐLE ĐLĐŞKĐSĐ: Radyoterapi bazı maddelerin radyoaktif özellikleri dolayısıyla ışımalar yapması esasına dayanan

Detaylı