1. Süper İletkenliğin Tarihçesi

Düşük sıcaklık fiziğinin tarihi, 1908 yılında Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes’in kaynama sıcaklığı 4,2 K olan helyumu sıvılaştırmasıyla başlamıştır. Üç yıl sonra 1911’de, Onnes ve yardımcılarından birisi metallerin düşük sıcaklık dirençlerini incelerken süperiletkenlik olayını keşfettiler.

İlk olarak platini incelediler. Platinin 0 K’e uzatılan (ekstrapole edilen) özdirencinin numunenin saflığına bağlı olduğunu buldular. Daha sonra, damıtma yolu ile elde edilen çok saf civa sıvısını incelemeye karar verdiler.  Ancak onları bir sürpriz bekliyordu. Civanın direncinin 4,15 K de çok keskin bir şekilde düşerek ölçülemeyecek kadar küçük değerlere ulaştığını gördüler. 1913 yılında Nobel ödülü aldılar.

T ≤ Tc için direnç sıfıra gitmektedir.

Bu sıcaklığın üzerinde civanın sonlu bir direnci vardır. Hemen altında ise direnç sıfırdır. Bu faz geçişinin olduğu sıcaklığa, Kritik Sıcaklık (Tc) denir. Tc’nin altındaki bu duruma süperiletkenlik fazı denilmektedir. Onnes süperiletkenlik geçişinin dönüşümlü olduğunu buldu. Maddeyi ısıttığı zaman Tc sıcaklığının hemen üzerinde normal halini aldığını gördü.

1933’de iki Alman fizikçi Meissner ve Ochsenfeld, süperiletkenlerin manyetik özellkiklerini incelediler. Manyetik alanda soğutulan süper iletkenin manyetik akıyı dşarladığını ve içine sokmağını gözlemlediler. Bu olaya Meissner Olayı denir. 

Ayrıca süperiltkenliğin, dış manyetik alanın belli bir B_c kritik değerini geçince ortadan kaybolduğunu gözlemlemişlerdir. Yani süperiletkenlik fazı için belli bir kritik sıcaklığın ve manyetik alanın altında olmak gerekiyor.

T ≤ Tc için manyetik alan dışarlanmaktadır.

İlk teori Frity ve Heire London tarafından 1935 yılında geliştirilmiştir. Süperiletkenliğin modern teorisi, Cooper, Barden ve Schrieffer tarafından 1957 yılında geliştirilmiştir.BCS Teorisi.

1986 yılında J.Geogery Bednorz, Karl Alex Müller lantanyum,baryum ve bakırın bir oksidinde 30 kelvinin üzerine çıktıklarını haber verdiler. Böylece yüksek sıcaklık süperiletkenliği başlamış oldu.

2.I. Tip Süperiletkenler

 2.1 Kritik Sıcaklık

Süperiletkenliğin 1911’deki keşfinden sonra, pek çok metalin direncinin, her metale özgü kritik bir T_c sıcaklığının altında, sıfıra gittiği gözlenmiştir. Bazı bilinen elementlerin kritik sıcaklıkları:

Element	Tc, ^0K	Hc (0)            (Tesla)
Al Ga In Pb Hg(α) Nb Th Sn W V	1,2 1,1 3,4 7,2 4,2 9,3 3,7 0,4 5,3 0,9	0,0105 0,0058 0,0281 0,0803 0,041 0,1991 0,010 0,1023 0,0054

Süperiletkenlerin geçiş sıcaklıkları

Çok iyi iletken olan bakır, gümüş ve altın süperiletkenlik göstermezler.

Dış B manyetik alanında bulunan süperiletkenin kritik sıcaklığı manyetik alan arttıkça artmaktadır. Dış manyetik alan B_c değerini aştığında süperiletkenlik ortadan kalkar. Kritik manyetik alanın sıcaklıkla yaklaşık olarak aşağıdaki şekilde değiştiği bulunmuştur.

T = 0 K için B_c maximumdur. Bazı süperiletkenler için aşağıda grafik verilmiştir.

Görüldüğü gibi manyetik alan 1. tip süperiletkenler için maximum 0.2 Tesladır. Bu yüzden bu tip süperiletkenlerden yüksek manyetik alanlı mıknatıs yapılamaz.

2.2 I. Tip Süperiletkenlerin Manyetik özellikleri ve Kritik Manyetik alan

Süperiletken, sıfır dc (doğru akım) direncine sahip olma gibi önemli bir özelliğe sahiptir.

Ohm kanununa göre, bir iletken içindeki elktrik alan, o iletkenin direnci ile orantılıdır. Dolayısı ile, bir süperiletken için R=0  olduğundan, süperiletkenin içinde elektrik alan sıfır olmak zorundadır. Faraday’ın Indüksiyon Kanunu

Şeklinde yazılabilir. Yani, E nin kapalı bir ilmek (halka) boyunca çizgi integrali, kapalı ilmek düzleminden geçen Φ_m manyetik akışının zamana göre değişiminin eksi işaretlisine eşittir. Bir süperiletken içindeki her nokta da E=0 olduğundan, kapalı yol boyunca alınan integral yani  = 0 olur. Bu da, süperiletken içindeki manyetik akının değişmeyeceğini ifade eder. Buradan B (= m /A) nin, süperiletken içinde sabit kalması gerektiği soncuna varılır.

1933'den öncelerde; süperiletkenlik, mükemmel iletkenliğin bir görünümü olarak kabul ediliyordu. Mükemmel bir iletken, manyetik alan uygulanmışken kritik sıcaklığının altına kadar soğutulursa, alan söndürüldükten sonra bile iletkenin içinde manyetik alan tuzaklanır. Mükemmel bir iletken için denge termodinamiği uygulanamaz. Çünkü, maddenin manyetik alandaki son hali, önce alan uygulanıp sonra soğutulduğuna mı yoksa önce soğutulup sonra alan uygulandığına mı bağlıdır. Maddenin son hali bu işlemlerin yapılışı sırasına bağlı olduğundan, alan T_c nin altına soğutulduktan sonra uygulanırsa, alanın süperiletken dışarılanması gerekir. Diğer taraftan önce alan uygulanıp, sonra T_c nin altına soğutulursa, alanın süperiletkenden dışarılanmaması gerekir.

Oysa ki 1930’larda süperiletkenlerin manyetik özelliklerinin anlaşılması için yapılan deneyler farklı sonuçlar vermiştir. 1933 yılında Meissner ve Ochsenfeld zayıf bir manyetik alanda soğutulan bir metal, süperiletken olduğunda, madde içinde her noktada B=0 olacak şekilde alanın dışarılandığını keşfettiler. Böylece alan, ister madde kritik sıcaklığın altına soğutulmadan önce, ister soğutulduktan sonra uygulanmış olsun, aynı B = 0 durumuna erişildiği bulunmuş olur. Bu da klasik olarak açıklanamaz.

Meissner Olayı: T<Tc sıcaklığında süperiletken tarafından itilen manyetik alan çizgileri

2.3 Meissner Olayı

1933’de iki Alman fizikçi Meissner ve Ochsenfeld, süperiletkenlerin manyetik alan çizgilerini ittiklerini ve içlerine sokmadıklarını gözlediler. Bu olaya Meissner Olayı denir. Silindir şeklindeki süperiletkenlerle yaptıkları bir seri deneyde, kritik sıcaklığın hemen altına gelince numunenin manyetik alan çizgilerini iterek tam olarak içlerinden kovdukları ve süperiletken olduklarını göstermişlerdir. Malzemenin içinde B=0 olması süperiletkenlerin direncinin sıfır olması kadar doğal bir olgudur. Süperiletkenler ayrıca mükemmel bir diyamagnettir.

Adı geçen araştırmacılar bu olayın dönüşümlü olduğunu da göstermişlerdir.

2.4 Nüfuz Derinliği

1. tip süperiletkenlerde oluşan yüzey akımları, magnetik alanlanın süperiletkenin içine girmesine izin vermez. Gerçekte bu akımlar yalnızca numunenin yüzeyindeki çok ince tabasından oluşmazlar, tersine yüzeyde maddeye nüfuz ederek, sonlu kalınlıktaki bir et tabakası üzerine dağılır. Bu olayı F. ve H. London kardeşler 1935’de süperiletkenliğin Elektrodinamiğin Teorisi olarak geliştirdiler. F. London tarafından genişletildi ve 1950’deki kitabında yayınlandı.

Süperiletken yüzeyinden içine doğru gidildiğinde alan exponansiyel olarak azalmaktadır. Böylece magnetik alan, Meissner Olayı ile uyumlu olarak numunenin içinde sıfır olmaktadır. B manyetik alanı derinlikle aşağıdaki şekilde değişmektedir.

λ , nüfuz derinliği olarak adlandırılır.

Alan süperiletken tarafından bütünüyle itilmektedir daha önce düşünüldüğü gibi ancak yüzeye yakın küçük bir bölge vardır ki burada alan belli bir miktar vardır. λ’nın tipik değeri 10-100 nm arasındadır. Aşağıda bazı malzemeler için değerler verilmiştir.

.

Element	λ(0) , Å
Al Cd Hg In Nb Pb Sn	500 1300 380-450 640 470 390 510

 Nüfuz derinliği sıcaklıkla ampirik olarak aşağıdaki şekilde değişir,

Burada λ₀ T=0 Kelvin’deki nüfuz derinliğidir. T, T_c’ye yaklaştıkça λ sonsuz olur. Sonuçta numune normal hale gelir.

Alanın nüfuz etmesi olayı, özellikle ince film ya da ince toz süperiletken çalışırken önem kazanır. Mesela ince film kalınlığı λ mertebesinde ya da daha düşükse uygulanan alan numunenin tamamına nüfuz eder.

2.5 Mıknatıslanma

B gibi dış bir manyetik alana konulan bir numune M mıknatıslanması kazanır. Numune içindeki B_iç manyetik alan, B_iç = B + m_oM dır. Süperiletkenlk fazında B_iç = 0 olacağından

Olur. χ manyetik alınganlıktır. Süperiletkenlerde manyetik alınganlık maximumdur ki bu süperiletkenlerin temel özelliğidir.

1.tip süperiletkenlerde T < Tc sabit sıcaklıkta durumunda, B_iç alanının bir dış B manyetik alanı ile ve mıknatıslanmanın uygulanan alana göre değişimi aşağıda gösterilmiştir.

3. 2.Tip Süperiletkenler

1950’li yıllarda 2. tip süperiletkenler keşfedilmiştir. Bu maddeler B_c1 ve B_c2 olmak üzere iki tane kritik alan tarafından belirlenir. Malzeme Bc1 in altında tam süperiletkendir. B_c1 ve B_c2 değerleri arasında ise girdaplı haldedir.( vorteks hali ). Bu durumda malzemeye kısmen dış manyetik alan nüfuz eder. Dış alan B_c2 değerini geçtiğinde malzeme süperiletkenlik özelliğini kaybeder. Süperiletkenler için sıcaklıkla dış manyetik alanın değişimi (b) de gösterilmiştir.

Girdaplı halde manyetik alan numuneye yer yer fitiller şeklinde nüfuz eder. Sıcaklık ve ya manyetik alan arttığında bu fitiller malzemenin hepsini kaplar ve malzeme süperiletken olmaktan çıkar. Aşağıda girdaplı hal için güzel bir resim var.

Burada taralı yerler manyetik alanın nüfuz edemediği yerler. Resim boyunca ki çizgi manyetik alanın malzeme içindeki değişimi gösterilmektedir. 2. tip bazı süperiletkenler için kritik manyetik ve sıcaklık değerleri.

Element	Tc ( K )	Bc2 (0)            (Tesla)
Nb3Al Nb3Sn Nb3Ge	18.7 18.0 23	32.4 24.5 38

2.Tip Süperiletkenlerin geçiş sıcaklıkları

Görüldüğü gibi B_c2 değerleri 1. tip süperiletkenlerin B_c değerlerinden büyüktür. Bu nedenle yüksek manyetik alan veren mıknatıslar için 2. tip çok uygundur. Aşağıdaki şekilde sabit sıcaklıkta dış manyetik alan ile iç manyetik alanın değişimi 1.tip ve 2. tip için gösterilmiştir.

Aşağıdaki şekilde sabit sıcaklıkta dış manyetik alan ile iç manyetizasyonun değişimi 1. ve 2. tip için gösterilmişir.

4. Yüksek Sıcaklık Süperiletkenliği

Bilim adamları, yıllarca, daha yüksek sıcaklıklarda süperiletkenlik gösteren yeni malzemeler araştırdılar. Yakın zamana kadar bilinen en yüksek kritik sıcaklığa sahip olan malzeme, kritik sıcaklığı 3,2 K olan Nb₃Ge alaşımı idi. Değişik teorik beklentilere göre, elektron-örgü etkileşimlerinin önemli olduğu süperiletkenler için maksimum kritik sıcaklık 30 K civarında idi. 1986’nın başlarında Zürih IBM Araştırma Laboratuarlarında J. George Bednorz ve Karl Alex Müller adlı iki bilim adamı süperiletkenlik alanında devrim yaratan göz kamaştırıcı bir keşifte bulundular. Bu araştırmacılar lantanyum, baryum ve bakırın karışık fazda bulunan bir seramiğinin yaklaşık 30 K da süperiletken olduğunu buldular.

Bundan hemen sonra diğer laboratuarlarda yapılan çalışmalar süperiletken fazın, X=0,2 olmak üzere La_2-xBa_xCuO₄ olduğu bulunmuştur. Böyle yüksek kritik sıcaklıklar, özellikle metal oksitler için beklenmediğinden, yüksek-sıcaklık süperiletkenliği ile ilgili haberler şüphe ile karşılanmıştır. Kısa bir süre sonra araştırmacılar, baryum yerine stronsiyum koyarak, Tc’nin değerini 36 K’e yükselttiler. Bu gelişmelerden ilham alan dünyanın her tarafındaki bilim adamları daha yüksek T_c değerlerine sahip malzemeler keşfetmek için neredeyse çılgınca çalışmaya başladılar. Metal oksitlerin süperiletken davranışları üzerinde yapılan çalışmalar müthiş bir hız kazandı. 1986 yılı yüksek-sıcaklık süperiletkenliği üzerine yapılan çalışmaların başlangıcı sayıldı.

1987 nin başlarında, Alabama ve Houston Üniversitesindeki araştırma grupları; yitriyum, baryum, bakır ve oksijenden oluşan  karışık bir fazda 92 K’ne yakın bir sıcaklıkta süperiletkenlik gözlendiği haberini verdiler. Bu keşif dünyanın başka yerlerindeki gruplar tarafından da doğrulanarak süperiletken fazın YBa₂ Cu₃ O_7-δ olduğu belirlenmiştir. Bu bileşiğin geçiş sıcaklığı , kolayca bulunabilen ve bir soğutucu olan sıvı azotun kaynama öz sıcaklığı olan 77 K nin üzerindedir. Bu bakımdan bu buluş yüksek sıcaklık süperiletkenliği için bir dönüm noktası olmuştur.

Amerikan Fizik Derneğinin, 18 Mart 1987 de New York’ta  yapılan toplantısında, yüksek-sıcaklık süperiletkenliğini tartışan özel bir panel, bu yeni süperiletkenlerin keşfini dünyaya takdim etmiştir.

Süperiletken cihazların, sıvı azot sıcaklığı, hatta oda sıcaklığında çalışması ihtimalinin ortaya çıkması üzerine değişik disiplinlerden binlerce bilim adamı, süperiletken üzerine çalışmaların yapıldığı arenaya katılmıştır. Bu yeni malzemeler üzerine yoğunlaşan olağan üstü ilgi en azından şu dört etkene bağlanmaktadır.

1- Metal oksitlerin hazırlanması nispeten kolay olduğundan, bunlar daha küçük laboratuar ve  üniversitelerde incelenebilmektedir.

2- Bu malzemeler, çok yüksek T_c değerlerine sahiptir ve bazılarının 100 T den daha büyük olduğu tahmin edilen kritik manyetik alanları vardır.

3- Bunların özellikleri ve süperiletken davranıştan sorumlu mekanizmaların anlaşılması, teoriciler için çok iddialı uğraş alanları olmaktadır.

4- Bu malzemeler hali hazırdaki ve gelecekteki uygulamalar için teknolojik öneme sahiptirler. Sıvı azot sıcaklığında çalışan süperiletkenliğe dayalı elektronik, büyük ölçekte enerji üretimi ve nakli ile yüksek hızda taşıma sağlayan manyetik askılama gibi potansiyel uygulamalar bu malzemelerin teknolojik önemini arttırmaktadır.

Yakın geçmişte seramik yapıda pek çok kompleks metal oksit incelendi ve kritik sıcaklık için 100 K’nin ( 3 rakamlı süperiletkenlik ) değerler gözlemlendi. Araştırmacılar 1988 in başlarında, Bi-Tr-Ca-Cu-O bileşiği için süperiletkenligin 120 K’de, Tl-Ba-Ca-Cu-O bileşiği içinse 125 K ’de başladığını haber verdiler.

Görüleceği gibi yeni yüksek T_c’li malzemelerin hepsi, şu veya bu şekilde bakır oksittirler. Şu ana kadar ayrıntılı olarak incelenen değişik süperiletken bileşikler, perovskit olarak adlandırılan kristal yapılar cinsinden sınıflandırılabilirler: İlk sınıf Ba Pb_1-x Bi_x O₃ gibi kübik perovskitlerdir ( a=b=c ). Bilindiği gibi bu malzeme ilk yüksek T_c li malzemelerden birisi olup geçiş sıcaklığı 10 K’dir. KNiF₄ yapısı olarak bilinen II. sınıf ise tetragonel bozulmaya sahip (a=b≠c) tek tabakalı perovskitlerdir. Buna bir örnek T_c si yaklaşık olarak 38 K olan La_1,85 Sr_0,15 CuO₄ dür. Burada örgü sabitleri, bakır, oksijen düzleminde ölçülmektedir ve c bu düzleme diktir. III. Sınıf ise ortorombik yapıya sahip (a≠b≠c), Y Ba₇ Cu₃ O₇ gibi ( T_c≈92 K ) çok tabakalı perovskitlerdir. Bu sınıftaki bileşikler, metallerin bağıl oranlarından dolayı bazen 1-2-3 malzemeleri olarak da adlandırılmaktadır.

Burada daha karmaşık bakır oksit yapılar ele alınmamıştır. Ancak anlatılan sonuçların gözden geçirilmesi ile, çok önemli bir gözlemde bulunulabilir. Bu bileşiklerdeki bakır-oksijen tabakalarının sayısı ile kritik sıcaklık arasında doğrudan bir ilişki olduğu görülmektedir. Bakır-oksijen tabakalarının, yapı periyodik olarak kendini tekrarlayıncaya kadar eklenmesi T_c yi arttırır. CuO ve CuO₂ tabaklarındaki bakırın değerliğinin ve kimyasal bağ doğrultusunun rolü araştırılmaktadır.

Aşırı akımlarının maksimum değerlerinin, bakır-oksijen düzlemlerinde yüksek ve bu düzlemlere dik doğrultuda çok düşük olduğu gerçeği kesin olarak bilinmektedir. Gerçektende Yba₂ Cu₃ O_{7- δ} örneklerinde kritik akım yoğunluğu 10⁵-10⁷ A/m² arasındadır. Pek çok uygulama için bu değerlerin çok düşük olduğu görülmüştür. Bu malzemeler birbirlerine yapışık çok küçük taneciklerden oluştuklarından, akım hem taneciklerden, hem de tanecikleri ayıran sınırlardan geçmek zorundadır. Pek çok bilim adamı, bu malzemelerdeki kritik akımı bu etkilerin sınırladığına inanmaktadır.

Bu yeni bakıroksitlerin sıfır direnç ve diamanyetizma gibi, süperiletkenlerin iki belirgin özelliğine sahip oldukları gerçeği de iyice yerleşmiştir. Buna ek olarak, bu malzemelerin aşağıdaki özelliklere de sahip oldukları bilinmektedir.

1- Bu malzemeler üst kritik alanları 100 T den daha büyük olan II. tip süperiletkenlerdir.

2- Bu malzemeler aşırı derecede anizotropiktirdirler. Yani yöne bağımlı özelliklere sahiptirler. Bunun en belirgin delili; direncin, bakır-oksijen düzlemlerinde çok küçük, bu düzlemlere dik doğrultuda ise çok büyük olmasıdır.

3- Bunlar granül ( tenesel ) veya seramik yapıdadırlar. Seramik yapıda olmalarından dolayı ; esnek olmamak ve kırılgan olmak gibi uygun olmayan mekanik özelliklere sahiptirler.

4- Bu malzemelerin süperiletkenlik özellikleri ile kristal yapıları arasında doğrudan bir ilişki olduğu görülmektedir. Bu kristal yapı, oksijen eksiği olan bakıroksit tabakaları ve zincirleri olan bir yapıdır.

5- Bakıroksit tabakalarındaki atomların yerine başka atomların yerleştirilmesi süperiletkenliği bozmakta ve yok etmektedir. Başka konumlara yapılan yerleştirmelerin süperiletkenliğe etkileri ise çok küçüktür.

6- Bant aralıkları, yüksek sıcaklık özdirençleri, kritik akım yoğunlukları, kritik manyetik alanlar ve benzeri özellikleri farklı olmalarına rağmen; hemen hemen tüm 1-2-3 malzemelerinin T_c kritik sıcaklıkları 90 K ne yakındır.

7- Hacimli ( Bulk ) çok kristalli yapıdaki malzemeler için kritik akım yoğunlukları çok düşüktür ( 10⁶ A/m² mertebesinde ). Bu akım iyi yönlendirilmiş ince filmlerde çok daha yüksektir.

5. Süperiletkenlerin Uygulama Alanları

Süperiletkenlerin en yaygın kullanım alanı süperiletken mıknatıslardır. Hızlandırıcılarda şu anda sıvı azot sıcaklığında çalışan mıknatıslar kullanılmaktadır. Normal mıknatıslara göre bu mıknatıslar daha verimlidir.

Bir başka uygulamada süpermıknatıslarla yapılan ”MRI” manyetik rezonans görüntülemesidir. Bu cihazlar daha güvenli olan radyofrakansı kullanır.

Bir başka önemli uygulama çok küçük manyetik alanları ölçmek için kullanılan SQUID manyetometresidir. Bu alet ile tıpta, beynin meydana getirdiği çok küçük manyetik alanlar ölçülür, yeraltı kaynak aramalarında yerin manyetik alanı ölçülür, ayrıca parçacık fiziğinde kullanılır.

Bunlardan başka daha yüksek kiritik sıcaklıklara çıkılması ile daha başak bir çok teknolojinin doğması muhtemeldir. Bu oluşacak teknolojinin tesiri transistör ve Laserin ortaya koymuş olduğu teknolojiyi geçecektir.

Süperiletkenler kullanılarak daha hızlı ve küçük bilgisayarlar yapılabilir. Süperiletken ısı yaymadığından devreler daha yakın paketlenebilecek ve sonuçta daha komplex ve daha küçük hacime yerleştirilmiş hızlı devreler olacaktır. Süperiletkenlerin bilgisayarda bir başka uygulaması da yarıiletken araçları bağlamak için kullanılan süperiletken bağlantı hatlarıdır. Diğer bir uygulama da Josepson eklemleridir. Bunların süperiletken elektroniğinde açma-kapama zamanları 6 pikosaniye mertebesindedir. Yarıiletken swiçlerden 10 defa daha hızlıdırlar. 770 MHz de çalışan 4 bit süperiletken mikroişlemci deneysel olarak geliştirilmiştir.

Süperiletken iletim hatlarının alışılmış bakır kablolarına göre birçok avantajı vardır, en önemli avantajı ise yüksek miktarda akım taşıma kabiliyetidir. Deneyel sonuçlar sıvı helyum sıcaklığına kadar soğutulmuş süper iletken kabloların normal kablolara oranla üç kat daha fazla akım taşıyabileceğini göstermiştir. Süperiletkenlerin diğer yararı direnç nedeni ile olan güç kaybının olmamasıdır. Jeotermal, hidroelektrik ve güneş enerjileri santrallerin olduğu bölgelerden nüfus yoğunluğu olan bölgelere verimli olarak enerji nakli yapılır. Kirletici olan nükleer ve kömür santralleri yerleşim bölgelerinin dışına inşa edilebilir. Tokyo’da süperiletken iletim hattı inşaatı vardır.

Magnetik ayırma bir karışım içinden bilinen bazı bileşenleri ayırma metodudur. Değişik bileşenlerin magnetik özellikleri farklı olduğundan bazıları çekilip alınırken bazıları karışımda kalır. Süperiletken magnetler bir çok uygulamalar sunacaktır; kömürden kükürt ayırma, madenlerden safsızlıkların ayrılması, artık suyun arıtılması, kimyasalların saflaştırılması ve gazların ayrılması gibi düşük maliyet, küçük boyut ve daha yüksek magnetik alan ile süperiletkenler bu uygulamalar için çok çekici olacaktır. 

Meissner olayına dayanan süperiletken motorlar, magnetik alan çizgilerini iterler. Süperiletken motorlar akım kaybını %50 civarında azaltır. Süperiletken motorlar, arabalarda, pompalarda, dönen millerde vs. kullanılır. Küçük ölçekte bir süperiletken motor argon milli labarotuvarında imal edilmiş bulunmaktadır.

Magnetik enerji depolamada enerji toprağa gömülen büyük süperiletken magnet ile oluşturulur. Enerji bobinde depolanır ve güç kaybı olmadan sonsuza kadar dolandırılır. Depolamak için enerjiden başka formlara çevrilmesine gerek yoktur. Enerjiye ihtiyaç olduğu zaman çabukça boşaltılır. Bu ise magnetik alanda ve dolayısıyla depolanan enerjide azalmaya neden olur. SMES sistemi % 90 verimle çalışır.

Bilimadamları, transformatörlerin verimsiz çalışması nedeniyle elektrik güç nakli sırasında enerjinin 1/6 sının kaybedildiğini tahmin etmektedirler. Eğer transformatörlerde süperiletken sarımlar kullanılsa verim artacak ve maliyet düşecektir.

Şu anda manyetik askılama prensibine dayalı prototip trenler Japonya’da imal edilmiştir. Süperiletken teknolojisine dayalı bu teknoloji ile sürtünme azalmakta ve ulaşım hızı artmaktadır.

Daha ileride süperiletkenlerin kritik sıcaklıklarının oda sıcaklığına gelmesi muazzam bir teknolojinin doğması muhtemel.

6. Kaynaklar

1. Katıhal Fiziği Richard TURTON
2. Katıhal Fiziğine Giriş Tahsin Nuri DURLU
3. Katıhal Fiziği J.R.HOOK
4. Fizik 3. Cilt Serway
5. www.superconductors.org