Covalent superconductor
कोवेलेंट सुपरकंडक्टर्स सुपरकंडक्टिंग पदार्थ होते हैं जहाँ परमाणु सहसंयोजक बंधनों द्वारा जुड़े होते हैं। इस तरह की पहली सामग्री बोरान-डोप्ड सिंथेटिक हीरा थी जिसे उच्च दबाव उच्च तापमान (एच. पी. एच. टी.) विधि द्वारा उगाया गया था। इस खोज का कोई व्यावहारिक महत्व नहीं था, लेकिन अधिकांश वैज्ञानिकों को आश्चर्य हुआ क्योंकि हीरे और सिलिकॉन सहित सहसंयोजक अर्धचालकों में अतिचालकता नहीं देखी गई थी। विज्ञान में कई खोजों की प्राथमिकता जोरदार रूप से विवादित है (देखें, उदाहरण के लिए, नोबेल पुरस्कार विवाद)। एक अन्य उदाहरण, सुमियो इजिमा द्वारा 1991 में कार्बन नैनोट्यूब की "खोज" करने के बाद, कई वैज्ञानिकों ने बताया है कि कार्बन नैनोफाइबर वास्तव में दशकों पहले देखे गए थे। सहसंयोजक अर्धचालकों में अतिचालकता के बारे में भी यही कहा जा सकता है। जर्मेनियम और सिलिकॉन-जर्मेनियम में अतिचालकता की भविष्यवाणी सैद्धांतिक रूप से 1960 के दशक में की गई थी। इसके कुछ ही समय बाद, जर्मेनियम टेलुराइड में सुपरकंडक्टिविटी का प्रायोगिक रूप से पता चला। 1976 में, तांबे के आयनों के साथ प्रत्यारोपित जर्मेनियम में Tc = 3.5 K के साथ सुपरकंडक्टिविटी को प्रयोगात्मक रूप से देखा गया था; यह प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया गया था कि सुपरकंडक्टिविटी (जीई में) के लिए अमोर्फीजेशन आवश्यक था, और सुपरकंडक्टिविटी को जीई को ही सौंपा गया था, न कि तांबे को। हीरे में हीरे की अतिचालकता बोरॉन द्वारा भारी पी-प्रकार के डोपिंग के माध्यम से प्राप्त की गई थी, जैसे कि व्यक्तिगत डोपिंग परमाणुओं ने परस्पर क्रिया करना शुरू कर दिया और एक "अशुद्धता बैंड" का निर्माण किया। अतिचालकता प्रकार-II की थी जिसमें महत्वपूर्ण तापमान Tc = 4 K और महत्वपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र Bc = 4 T था। बाद में, होमोइपिटैक्सियल CVD फिल्मों में Tc ≈ 11 K प्राप्त किया गया है। हीरे में अतिचालकता की उत्पत्ति के संबंध में, तीन वैकल्पिक सिद्धांतों का सुझाव दिया गया थाः फोनन-मध्यस्थ जोड़ी पर आधारित पारंपरिक बी. सी. एस. सिद्धांत, सहसंबद्ध अशुद्धता बैंड सिद्धांत और फर्मी स्तर के आसपास के क्षेत्र में कमजोर रूप से स्थानीयकृत छेद की स्पिन-फ़्लिप-संचालित जोड़ी। 12C, 13C, 10B या 11B समस्थानिकों से समृद्ध हीरे पर किए गए प्रयोगों से एक स्पष्ट Tc बदलाव का पता चला, और इसका परिमाण थोक पॉलीक्रिस्टलाइन हीरे में सुपरकंडक्टिविटी के BCS तंत्र की पुष्टि करता है। कार्बन नैनोट्यूब जबकि कार्बन नैनोट्यूब में आंतरिक अतिचालकता की रिपोर्टें आई हैं, कई अन्य प्रयोगों में अतिचालकता का कोई प्रमाण नहीं मिला है, और इन परिणामों की वैधता बहस का विषय बनी हुई है। हालाँकि, नैनोट्यूब और हीरे के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर पर ध्यान देंः हालाँकि नैनोट्यूब में सहसंयोजक रूप से बंधे कार्बन परमाणु होते हैं, लेकिन वे हीरे की तुलना में ग्रेफाइट के गुणों में करीब होते हैं, और बिना डोपिंग के धातु हो सकते हैं। इस बीच, अप्रयुक्त हीरा एक अवाहक है। इंटरकेलेटेड ग्रेफाइट जब ग्रेफाइट विमानों के बीच धातु परमाणुओं को डाला जाता है (इंटरकेलेटेड), तो निम्नलिखित संक्रमण तापमान के साथ कई सुपरकंडक्टर्स बनाए जाते हैंः सिलिकॉन यह सुझाव दिया गया था कि "सी और जीई, जो हीरे की संरचना में भी बनते हैं, इसी तरह उपयुक्त परिस्थितियों में सुपरकंडक्टिविटी प्रदर्शित कर सकते हैं", और वास्तव में, भारी बोरॉन डोप्ड सी (सीः बी) और सीः बी में सुपरकंडक्टिविटी की खोजों का तुरंत पालन किया गया है। हीरे के समान, सीः बी टाइप-II सुपरकंडक्टर है, लेकिन इसमें टी. सी. = 0.4 के और बी. सी. = 0.4 टी के बहुत छोटे मान हैं। सीः बी में सुपरकंडक्टिविटी को भारी डोपिंग (8 प्रतिशत से ऊपर) द्वारा प्राप्त किया गया था, जिसे गैस विसर्जन लेजर डोपिंग की एक विशेष गैर-संतुलन तकनीक के माध्यम से प्राप्त किया गया था। सी. आई. सी. में सिलिकॉन कार्बाइड सुपरकंडक्टिविटी बोरॉन या एल्यूमीनियम के साथ भारी डोपिंग द्वारा प्राप्त की गई थी। क्यूबिक (3C-SiC) और हेक्सागोनल (6H-SiC) दोनों चरण सुपरकंडक्टिंग हैं और 1.5 K का एक बहुत ही समान Tc दिखाते हैं। हालांकि एल्यूमीनियम और बोरॉन डोपिंग के बीच चुंबकीय क्षेत्र व्यवहार के लिए एक महत्वपूर्ण अंतर देखा गया हैः SiC: Al प्रकार-II है, जो Si: B के समान है। इसके विपरीत, एस. आई. सी.: बी प्रकार-I है। इस अंतर को समझाने के प्रयास में, यह नोट किया गया कि एस. आई. सी. में अतिचालकता के लिए कार्बन स्थलों की तुलना में एस. आई. स्थल अधिक महत्वपूर्ण हैं। जबकि बोरान सी. आई. सी. में कार्बन को प्रतिस्थापित करता है, ए. एल. सी. साइटों को प्रतिस्थापित करता है। इसलिए, ए. एल. और बी. अलग-अलग वातावरण को "देखते हैं" जो सी. आई. सी. के विभिन्न गुणों की व्याख्या कर सकते हैंः ए. एल. और सी. आई. सी.: बी. हाइड्रोजन सल्फाइड 90 जी. पी. ए. (गीगापास्कल) से ऊपर के दबाव पर, हाइड्रोजन सल्फाइड बिजली का धातु संवाहक बन जाता है। जब एक महत्वपूर्ण तापमान से नीचे ठंडा किया जाता है तो इसका उच्च दबाव चरण अतिचालकता प्रदर्शित करता है। दबाव के साथ महत्वपूर्ण तापमान बढ़ता है, जो 100 जी. पी. ए. पर 23 के. से लेकर 200 जी. पी. ए. पर 150 के. तक होता है। यदि हाइड्रोजन सल्फाइड पर उच्च तापमान पर दबाव डाला जाता है, तो ठंडा किया जाता है, महत्वपूर्ण तापमान 2015 तक उच्चतम स्वीकृत सुपरकंडक्टिंग महत्वपूर्ण तापमान तक पहुंच जाता है। सल्फर के एक छोटे से हिस्से को फॉस्फोरस के साथ प्रतिस्थापित करके और उससे भी अधिक दबाव का उपयोग करके, यह भविष्यवाणी की गई है कि महत्वपूर्ण तापमान को ऊपर तक बढ़ाना और कमरे के तापमान की अतिचालकता प्राप्त करना संभव हो सकता है। ये भी देखें संदर्भ बाहरी लिंक हीरे और संबंधित सामग्रियों में अति चालकता पर अंतर्राष्ट्रीय कार्यशाला 2005 हीरे और संबंधित सामग्रियों में अति चालकता पर अंतर्राष्ट्रीय कार्यशाला 2008 नया हीरे और सीमांत कार्बन प्रौद्योगिकी खंड 17, संख्या 1 सी. वी. डी. हीरे में अति चालकता पर विशेष मुद्दा सुपरकंडक्टिंग हीरे अति चालकता पर कुछ पेपर