Süperiletken Seramikler

Süperiletkenlik nedir?

Süperiletkenlik, sıcaklık kritik sıcaklığın (T_C) altına düştüğünde bir malzemenin direncinin tamamen sıfır olmasıdır. 1911 yılında Heike Kamerlingh Onnes tarafından keşfedilmiştir. Katı cıvanın elektrik direnci üzerine çalışan Onnes, direncin 4,2 Kelvin’in altında sıfıra düştüğünü gözlemlemiştir. Sonraları kurşun, niyobyum nitrat gibi çok sayıda başka malzemenin de süperiletkenlik gösterdiği bulunmuştur. Süperiletkenlik kuantum mekaniği ile açıklanabilen bir olgudur, klasik mekanik ile açıklanamaz.

Altın, gümüş, bakır gibi sıradan bir iletkenin direnci sıcaklığı düştükçe azalır. Fakat sıcaklığın mutlak sıfıra yaklaştığı durumlarda bile direnç sıfıra düşmez. Metalin tamamen saf olmaması ve yapısındaki bozukluklar buna engel olur. Süperiletken malzemelerde ise sıcaklık T_C’nin altına düştüğünde malzeme süperiletken durumuna geçer (Şekil 1). Bir elektrik akımı süperiletken malzemenin içinden hiçbir kaynaktan güç almadan akmaya devam edebilir.

Süperiletkenlik halini 3 çok önemli parametre ile tanımlarız:

1. Kritik Sıcaklık (T_C): Bir malzemede süperiletkenlik görülebilecek maksimum sıcaklıktır. Bu sıcaklığın altında malzemenin direnci sıfırdır.
2. Kritik manyetik alan (H_C): Dışarıdan uygulanan manyetik alan bu kritik değerin üzerine çıkarsa, malzeme süperiletkenliğini kaybeder.
3. Kritik akım yoğunluğu (J_C): Süperiletkenin direnç görmeden (süperiletkenliğini kaybetmeden) taşıyabileceği, birim kesit alanı için maksimum akımdır.

Süperiletken malzemeleri süperiletkenlik göstermeye başladıkları kritik sıcaklığa kadar soğutmak için genellikle sıvı azot kullanılır. Bu yüzden kritik sıcaklığı azotun kaynama sıcaklığı olan 77 Kelvin’den düşük olan malzemelere düşük sıcaklık süperiletkenleri, yüksek olanlara ise yüksek sıcaklık süperiletkenleri denir.

Meisner Etkisi

Süperiletkenlerin tamamı Meisner etkisi olarak adlandırılan bir özellik gösterir. Meisner etkisi, süperiletken malzemelerin süperiletken durumdayken (sıcaklığı kritik sıcaklığın altındayken) manyetik alanı dışlamasıdır. Harici bir manyetik alanın şiddeti, süperiletken bir malzemenin içine girdikten çok kısa bir mesafe sonra sıfıra düşer. Çoğu süperiletken malzeme için bu mesafe 100 nanometre civarındadır. (Şekil 2)

Yüksek T_C Seramik Süperiletkenleri

4.2 K olan ilk T_C, 1960’lı yılların başında 23 K’nin üzerine çıkmıştır. Bu durum bilim insanları tarafından heyecanla karşılanmış ve süperiletkenlik konusundaki çalışmalar hem yeni malzemelerin bulunması ve teknolojik uygulamaların araştırılması hem de teorik altyapının kurulması ve anlaşılabilmesi üzerine hızla devam etmiştir. Malzeme konusunda en önemli kırılma noktası 1986 yılını işaret etmektedir. Bilim insanlarının büyük çoğunluğu metal alaşımlarla bir sıçrama beklerken ilk bakır oksit düzlemine sahip LaBaCuO seramik malzemesinde 30 K’ lik T_C değeri elde edilmiştir. Kısa süre içerisinde birçok araştırma grubu ve bilim insanı bu kez seramik malzemeler üzerinde yoğun çalışmalar içerisine girmişler ve 1987 yılının son günlerinde Lantan’nın İtriyum ile yer değiştirmesi sonucu bulunan YBa2Cu3Ox seramik sisteminde o günler için inanılması güç bir sıcaklık olan T_C=92 K değerine ulaşılmıştır.

Bundan sonra 1988 yılında 3 farklı süperiletken faza sahip olan BSCCO sistemi ve hemen sonra da TlBa2Can-1CunO2n+3 sistemi (122 K) bulunmuştur. 1993 yılında da Hg tabanlı malzemelerde 134 K’de süperiletkenlik bulunmuştur. Aynı yıl yüksek basınç altında bu malzemenin 164 K de süperiletken faza geçmesinin keşfi ile bilinen en yüksek geçiş sıcaklığı böylece 164 K olmuş ve bu değer henüz geçilememiştir. Bu buluşlardan sonra süperiletken malzemeler iki temel gruba ayrılmış ve sadece saf metal ve metal alaşımları kapsayan birinci nesil malzemeler düşük sıcaklık süperiletkenler (LTS) veya 1. tip süperiletkenler ve 1986 yılından itibaren üretilen seramik (bakır oksit) süperiletkenlerde yüksek sıcaklık süperiletkenler (HTS) veya 2. tip süperiletkenler olarak adlandırılmışlardır.

Yüksek Sıcaklık Seramik Süperiletkenlerin Kristal Yapısı

Perovskit Yapı

Adını CaTiO₃ mineralinden alır. Perovskit yapısı ABX3 formülündeki oksitlerce benimsenir. Formülde A +2 değerlikli ve B ise +4 değerlikli metal katyonlarını simgeler. Ca²⁺ katyonları kübün cisim merkezinde Ti⁴⁺ katyonları kübün köşelerinde ve 0^2- anyonlarıda kübün kenar merkezlerindedir. Ca²⁺ katyonları 12 O^2- anyonu ile Ti⁴⁺ katyonları da 6 0^2- anyonu ile çevrilidir. BaTiO3, PbTiO3, KNbO3 gibi piezoelektrik seramiklerin çoğu perovskit yapıya sahiptir.

• 

• 

• 

Şekil 4: Perovskit kristal yapısının gösterimi

Yüksek T_C bakır oksit ya da cuprate süper iletkenlerinin yapısı çoğunlukla perovskit yapısı ile yakından ilgilidir ve bu bileşiklerin yapıları bozuk, eksik-oksijenli, çoklu katmanlı perovskit yapıları olarak tanımlanır. Ancak büyüme veya düzenli bir oksijenin kaldırılması yoluyla kristal yapıları değişime uğrayabilir. Oksit süper iletkenlerinin kristal yapısının özelliklerinden biri değişken CuO₂ tabakalarının çoklu katmanlarıdır ve süper iletkenlik bu katmanlar arasında yer alır. Daha çok CuO₂ katmanı daha yüksek T_C anlamına gelir. Bu yapı, elektrik akımları CuO₂ levhalarının oksijen kısımları içinde indüklenen holler tarafından taşındığı için geniş bir anizotropiye neden olur. Elektriksel iletkenlik, dik yöne kıyasla CuO₂ düzlemine paralelken çok daha fazla iletkenlikle oldukça anizotropiktir. Genellikle kritik sıcaklıklar kimyasal kompozisyonlara, katyon yer değiştirmesine ve oksijen içeriğine bağlıdır.

YBaCuO Süperiletkenleri

T_C> 77 K (sıvı azot kaynama noktası) ile bulunan ilk süperiletken, itriyum baryum bakır oksittir (YBa₂Cu₃O₇ − x); YBa₂Cu₃O₇ süperiletkenindeki üç farklı metalin oranları, itriyum-baryum-bakır için sırasıyla 1 ila 2 ila 3 mol oranındadır. Bu nedenle, bu özel süperiletken genellikle 123 süper iletken olarak adlandırılır.

YBa₂Cu₃O₇ birim hücresi üç psödoububik temel perovskit ünite hücresinden oluşur. Her perovskit birim hücresi, merkezde bir Y veya Ba atomu, alt birim hücrede Ba, orta birim hücrede Y ve üst birim hücrede Ba içerir. Böylece, Y ve Ba, c ekseni boyunca [Ba-Y – Ba] dizisinde istiflenir. Birim hücrenin tüm köşe bölgeleri, oksijene bağlı olarak iki farklı koordinasyona sahip olan Cu (1) ve Cu (2) tarafından işgal edilir. Oksijen için dört olası kristalografik bölge vardır: O (1), O (2), O (3) ve O (4). Y ve Ba’nın polihedralarının oksijene göre koordinasyonu farklıdır. Perovskit birim hücresinin üçe katlanması dokuz oksijen atomuna yol açar, oysa YBa₂Cu₃O₇ yedi oksijen atomuna sahiptir ve bu nedenle oksijensiz bir perovskit yapısı olarak adlandırılır. Yapı farklı katman istiflerine sahiptir: (CuO) (BaO) (Cu02) (Y) (CuO2) (BaO) (CuO). YBa₂Cu₃O₇ − x (YBCO) birim hücresinin en önemli özelliklerinden biri, iki CuO2 tabakasının varlığıdır. Y düzleminin rolü, iki CuO2 düzlemi arasında bir boşluk görevi görmektir. YBCO’da, Cu-O zincirlerinin süper iletkenlik için önemli bir rol oynadığı bilinmektedir.  x ≈ 0.15 olduğunda ve yapı ortorombik olduğunda, Tc=92 K’nın yakınında maksimumdur. Süper iletkenlik, x ≈ 0.6’da kaybolur, burada YBCO’nun yapısı ortorombikten tetragonal hale gelir.

Bi, Tl ve Hg tabanlı Yüksek Sıcaklık Süperiletkenleri

Bi, Tl ve Hg bazlı yüksek T_C süper iletkenlerinin kristal yapısı çok benzerdir. YBCO gibi, perovskit tipi özellik ve CuO₂ katmanlarının varlığı da bu süper iletkenlerde bulunmaktadır. Bununla birlikte, YBCO’dan farklı olarak, bu süper iletkenlerde Cu-O zincirleri mevcut değildir. YBCO süper iletken bir ortorombik yapıya sahipken, diğer yüksek-Tc süper iletkenler tetragonal yapıya sahiptir.

Bi-Sr-Ca-Cu-O sistemi, Bi₂Sr₂Ca_n-1Cu_nO_{4 + 2n + x} (n = 1, 2 ve 3) olarak homolog bir seri oluşturan üç süper iletken faza sahiptir. Bu üç faz, sırasıyla 20, 85 ve 110 K geçiş sıcaklıklarına sahip Bi-2201, Bi-2212 ve Bi-2223’tür; burada numaralandırma sistemi, sırasıyla Bi, Sr, Ca ve Cu için atom sayısını temsil eder. İki faz, iki kesilmiş kristalografik birim hücresinden oluşan tetragonal bir yapıya sahiptir. Bu fazların birim hücresi, bir düzlemin Bi atomunun bir sonraki ardışık düzlemin oksijen atomunun altına oturacak şekilde istiflenmiş olan çift Bi-O düzlemine sahiptir. Ca atomu, hem Bi-2212 hem de Bi-2223’te Cu0₂ katmanlarının içinde bir katman oluşturur; Bi-2201 fazında Ca katmanı yoktur. Üç fazda CuO₂ düzlemlerinin sayısı da birbirinden farklıdır; Bi-2201, Bi-2212 ve Bi-2223 fazları sırasıyla bir, iki ve üç CuO₂ düzlemine sahiptir. Bu fazların c ekseni kafes sabitleri CuO₂ düzlemlerinin sayısı ile artar. Cu atomunun koordinasyonu üç fazda farklıdır. Cu atomu, 2201 fazındaki oksijen atomlarına göre bir oktahedral koordinasyon oluşturur, 2212’de ise Cu atomu bir piramidal düzenlemede beş oksijen atomu ile çevrilidir. 2223 yapısında Cu, oksijene ilişkin iki koordinasyona sahiptir: bir Cu atomu kare düzlemsel konfigürasyonda dört oksijen atomuyla bağlanır ve bir başka Cu atomu, bir piramidal düzenlemede beş oksijen atomuyla koordinasyona sokulur.

Tl–Ba–Ca–Cu–O süperiletkenleri: Bir Tl-O katmanı içeren Tl bazlı süper iletkenin ilk serisi genel formül TlBa₂Ca_n-1Cu_nO_2n+3’e sahipken, iki Tl-O katmanı içeren ikinci seri Tl₂Ba₂Ca_n-1Cu_nO_2n+4’e sahiptir (n=1,2,3). Tl₂Ba₂CuO₆‘nın (Tl-2201) yapısında, istifleme bölümüne sahip bir CuO₂ katmanı vardır: (Tl – O) (Tl – O) (Ba O O) (Cu O) (Ba O O) (Tl O) (Tl-O). TlBa₂CaCu₂O₈‘de (Tl-2212), aralarında bir Ca katmanı bulunan iki Cu-O katmanı vardır. TlBa₂CuO₆ yapısına benzer şekilde, Tl-O katmanları Ba-O katmanlarının dışında bulunur. TlBa₂Ca₂Cu₃O₁₀‘da (Tl-2223), bunların her biri arasında Ca katmanları içeren üç CuO₂ katmanı vardır. TlBa₂Ca₂Cu₃O₁₀‘da (Tl-2223), bunların her biri arasında Ca katmanları içeren üç CuO₂ katmanı vardır. Tl-bazlı süperiletkenlerde, Tc’nin CuO₂ katmanlarındaki artışla birlikte arttığı bulunmuştur. Bununla birlikte, Tc değeri, TlBa₂Ca_n-1Cu_nO_2n+3‘teki dört CuO₂ katmanından sonra azalır ve Tl₂Ba₂Ca_n-1Cu_nO_2n+4 bileşiminde, üç CuO₂ katmanından sonra azalır.

Hg-Ba-Ca-Cu-O süperiletkenleri: HgBa₂CuO₄ (Hg-1201), HgBa₂CaCu₂O₆ (Hg-1212) ve HgBa₂Ca₂Cu₃O₈‘in (Hg-1223) kristal yapısı, Tl yerine Hg olan Tl-1201, Tl-1212 ve Tl-1223’e benzemektedir. Bir CuO₂ tabakası içeren Hg bileşiğinin (Hg-1201) T_C‘sinin, Tl’nin bir CuO₂ tabakası içeren bileşiğine (Tl-1201) kıyasla çok daha büyük olması dikkat çekicidir. Hg bazlı süperiletkende, T_C‘nin, CuO₂ katmanı arttıkça da arttığı bulunmuştur. Hg-1201, Hg-1212 ve Hg-1223 için, T_C değerleri 94 K ve 128 K’dir. Hg-1223’ün T_C‘sinin, yüksek basınç altında 153 K’ya yükseldiğini gözlemlemesi, bu bileşiğin T_C‘sinin, bileşik yapısına çok duyarlı olduğunu gösterir.

• 

• 

• 

Şekil 6: Sırasıyla Bi-2212, Hg-1201, Tl-2201 kristal yapıları

Tablo 1: Bazı yüksek T_C süperiletkenlerin kritik sıcaklık (T_C), kristal yapı ve kafes sabitleri

Formül	Gösterim	TC (K)	Birim hücredeki Cu-O düzlem sayısı	Kristal yapı
YBa2Cu3O7	123	92	2	Ortorombik
Bi2Sr2CuO6	Bi-2201	20	1	Tetragonal
Bi2Sr2CaCu2O8	Bi-2212	85	2	Tetragonal
Bi2Sr2Ca2Cu3O6	Bi-2223	110	3	Tetragonal
Tl2Ba2CuO6	Tl-2201	80	1	Tetragonal
Tl2Ba2CaCu2O8	Tl-2212	108	2	Tetragonal
Tl2Ba2Ca2Cu3O10	Tl-2223	125	3	Tetragonal
TlBa2Ca3Cu4O11	Tl-1234	122	4	Tetragonal
HgBa2CuO4	Hg-1201	94	1	Tetragonal
HgBa2CaCu2O6	Hg-1212	128	2	Tetragonal
HgBa2Ca2Cu3O8	Hg-1223	134	3	Tetragonal

Yüksek Sıcaklık Seramik Süperiletkenlerin Hazırlanması

Yüksek T_C süper iletkenlerini hazırlamak için en basit yöntem, karıştırma, kalsinasyon ve sinterleme içeren katı hal termokimyasal reaksiyondur. Uygun miktarlarda öncül tozlar, genellikle oksitler ve karbonatlar, bilyalı bir değirmen kullanılarak iyice karıştırılır. Birlikte çöktürme, dondurarak kurutma ve sol-gel yöntemleri gibi çözelti kimyası işlemleri de homojen bir karışım hazırlamak için kullanılabilir. Bu tozlar birkaç saat boyunca 800 ° C ila 950 ° C sıcaklık aralığında kalsine edilir. Tozlar soğutulur, tekrar kaplanır ve tekrar kalsine edilir. Homojen malzeme elde etmek için bu işlem birkaç kez tekrarlanır. Tozlar daha sonra topaklara sıkıştırılır ve sinterlenir. Sinterleme ortamı da sıcaklık, tavlama süresi, atmosfer ve soğutma hızı gibi yüksek T_C süperiletken malzemelerin elde edilmesinde çok önemli rol oynar.

YBa₂Cu₃O_7-x bileşiği, uygun atom oranında homojen bir Y₂O₃, BaCO₃ ve CuO karışımının kalsine edilmesi ve sinterlenmesi ile hazırlanır. Kalsinasyon 900-950 ° C’de yapılırken sinterleme 950 ° C’de oksijen atmosferinde yapılır. Bu malzemedeki oksijen stokiyometrisi, süper iletken bir YBa₂Cu₃O_7-x bileşiği elde etmek için çok önemlidir. Sinterleme sırasında, yarı-iletken tetragonal YBa₂Cu₃O₆ bileşiği oluşur, bu, oksijen atmosferinde yavaş soğutma üzerinde, süperiletken YBa₂Cu₃O_7-x‘e dönüşür. Oksijen alımı ve kaybı, YBa₂Cu₃O_7-x‘te geri dönüşümlüdür. Tamamen oksijenli bir ortorombik YBa₂Cu₃O_7-x numune, 700 ° C’nin üzerindeki bir sıcaklıkta bir vakumda ısıtılarak tetragonal YBa₂Cu₃O₆‘ya dönüştürülebilir.

Bi, Tl ve Hg bazlı yüksek T_C süper iletkenlerin hazırlanması YBCO’ya göre daha zordur. Bu süperiletkenlerdeki problemler, benzer katmanlı bir yapıya sahip üç veya daha fazla fazın varlığından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, iç içe geçmişlik ve istifleme hataları gibi kusurlar sentez sırasında ortaya çıkar ve tek bir süperiletken fazın izole edilmesi zorlaşır. Bi-Sr-Ca-Cu-O için Bi-2212 (Tc ≈ 85 K) fazını hazırlamak nispeten kolaydır, oysa Bi-2223’ün tek bir fazını (Tc ≈ 110 K) hazırlamak çok zordur. Bi-2212 fazı 860–870 ° C’de sadece birkaç saat süren sinterleme sonrasında ortaya çıkar, ancak Bi-2223 fazının daha büyük bir kısmı 870 ° C’de bir haftadan daha uzun bir reaksiyon süresinden sonra oluşur. Bi-Sr-Ca-Cu-O bileşiğindeki Pb’nin ikame edilmesinin yüksek T_C fazının büyümesini arttırdığı tespit edilmiş olmasına rağmen, uzun bir sinterleme süresi hala gereklidir.

Yüksek Sıcaklık Seramik Süperiletkenlerin Özellikleri

Yüksek sıcaklık süperiletken sistemlerinden gözlemler, yüksek T_C’li malzemelerin hemen hepsinin CuO tabakası içerdiğini gösterir. Bileşiklerdeki CuO tabakalarının sayısı ile kritik sıcaklık arasında doğrudan bir ilişki olduğu görülmektedir. CuO tabakalarının, yapı periyodik olarak kendini tekrarlayana kadar eklenmesi T_C‘yi artırır. CuO ve CuO₂ tabakalarındaki bakırın değerliğinin ve kimyasal bağ doğrultusunun yönü araştırılmaktadır. Bu araştırmalardan elde edilecek sonuçlara bağlı olarak bazı araştırmacılar, T_Ciçin 200 K’in üzerindeki değerlere erişebileceği beklentisi içerisindedirler. Hemen hemen tamamı izotropik olan düşük sıcaklık süperiletkenlerinin aksine, yüksek sıcaklık süperiletkenlerinde yüksek uzaysal anizotropi görülmektedir. Anizotropi; kritik alan, kritik akım yoğunluğu, manyetik alanın girme derinliği ve direnç ölçümlerinde kendini göstermektedir. Bi-tabanlı bileşikler, La ve Y-tabanlı bileşiklerden daha anizotropiktir. Tl bileşikleri ise muhtemelen hepsinden daha anizotropiktir. Anizotropi, yüksek sıcaklık süperiletkenliği için esas olduğu varsayılan tabakalı kristal yapıdan kaynaklanmaktadır. Yüksek kritik sıcaklıklı yeni malzemeler yapmak için araştırmacılar yüksek sıcaklık süperiletkenlerine çeşitli nadir element iyonları katkıladılar. Bu değişimlerin bazıları T_C’yi artırmasına rağmen bazılarının azalttığı bulunmuştur. Düşük sıcaklık süperiletkenleri ile yüksek sıcaklık süperiletkenleri arasındaki önemli bir farklılıkta yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin homojen olmamalarıdır. Süperiletken malzemeler için serbest gözenek, yüksek yoğunluk, tanecikler arası güçlü bağlantı ve şekillendirilebilir homojen yapı gibi özellikler önemlidir. Bu yeni bakır oksitli süperiletkenlerin 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:

• Bu malzemeler aşırı derecede anizotropiktirler, yani yöne bağımlı özelliklere sahiptirler. Bunun en belirgin kanıtı; direncin, bakır-oksijen düzleminde çok küçük, bu düzleme dik doğrultuda ise çok büyük olmasıdır.
• Bunlar tanecikli veya seramik yapıdadırlar. Seramik yapıda olmalarından dolayı, esnek olmamak ve kırılgan olmak gibi uygun olmayan mekanik özelliklere sahiptirler.
• Bu malzemelerin süperiletkenlik özellikleri ile kristal yapıları arasında doğrudan bir ilişki olduğu görülmektedir. Bu kristal yapı, oksijen eksiği olan bakır-oksit tabakaları ve zincirleri olan bir yapıdır.
• Bakır-Oksit tabakalarındaki atomların yerine başka atomların yerleştirilmesi süperiletkenliği bozmakta ve yok etmektedir. Başka konumlara yapılan yerleştirmelerin süperiletkenliğe etkileri ise çok küçüktür.
• Band aralıkları, yüksek sıcaklık özdirençleri, kritik akım yoğunlukları, kritik manyetik alanlar ve benzeri özellikleri farklı olmalarına rağmen, hemen hemen tüm yüksek sıcaklık süperiletken malzemelerinin T_Ckritik sıcaklıkları 90K’e yakındır.
• Hacimli (bulk) çok kristalli yapıdaki malzemeler için kritik akım yoğunlukları çok düşüktür. Bu akım iyi yönlendirilmiş ince filmlerden çok daha yüksektir.

Yüksek Sıcaklık Seramik Süperiletkenlerin Uygulama Alanları

Yüksek sıcaklık seramik süperiletkenler için bugüne kadar ticari uygulamalar sınırlandırılmıştır.

Yüksek sıcaklık seramik süperiletkenleri T_C ve altı sıcaklıklara soğutmak için sıvı helyum değil yalnızca sıvı azot gerektirir. Bununla birlikte bu teknolojideki sorun; üretimi pahalı ve tellere ya da farklı şekillere kolaylıkla dönüştürülemeyen gevrek seramiklerden üretilmesidir. Bu nedenle bu teknolojinin uygulamaları gerçekten avantajlı olduğu yerlerde olmuştur:

• Düşük sıcaklık süperiletkenleri için düşük termal kayıp sağlayan akım uçları (düşük termal iletkenlik)
• RF (Radyo Frekansı) ve mikrodalga filtreleri (RF’ye düşük direnç)
• Özellikle büyüklük ve elektrik tüketiminin kritik olduğu yerlerde uzman bilimsel mıknatıslarda giderek artan bir oranda (bu uygulamalarda yüksek sıcaklık teli düşük sıcaklık telinden çok daha pahalı olsa da, bu göreceli olarak soğutma maliyeti ve maliyeti ile dengelenebilir); rampa alanını arttırma kabiliyeti arzu edilir (yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin çalışma sıcaklığının daha yüksek ve daha geniş olması, sahadaki daha hızlı değişikliklerin yönetilebileceği anlamına gelir); veya soğutucu içermeyen işlem istenmektedir (düşük sıcaklık süperiletkenleri daha zor bulunan sıvı helyum gerektirmektedir).

HTS, NMR (Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi) ve MRI (Manyetik Rezonans Görüntüleme) sistemlerinde kullanımı da dahil, bilimsel ve endüstriyel mıknatıslarda uygulamaya sahiptir. Ayrıca yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin çok önemli bir özelliği, düşük sıcaklık süperiletkenlerinden çok daha yüksek manyetik alanlara dayanabilmesidir, bu nedenle sıvı helyum sıcaklıklarındaki mıknatıslarının içindeki çok yüksek alanlı kesici uçlar için araştırılmaktadır.

Gelecekte indüksiyon ısıtıcıları, transformatörler, arıza akımı sınırlayıcıları, güç depolaması, motorlar ve jeneratörler, füzyon reaktörleri gibi alanlarda yüksek sıcaklık süperiletkenlerini görmemiz mümkündür.

ŞEKİL 7- Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O₁₀ numunesi