mboost-dp1

Flickr - net_efekt

Et skridt næmere en superleder ved stuetemperatur

- Via EETimes - , redigeret af The-Lone-Gunman

En af de store drømme inden for videnskaben er at kunne fremstille et materiale, der kan lede elektricitet uden tab, ved stuetemperatur. Superledere er ikke noget nyt, men problemet er, at de indtil videre kun virker ved meget lave temperaturer.

Et forskerhold bestående af forskere fra Canada og Tyskland har nu udtænkt et materiale, der har superledende egenskaber ved stuetemperatur; materialet består af brint og silicium.

Der har længe været spekuleret i, at brint ville være superledende, hvis det blev komprimeret nok, men netop komprimeringen har været et problem, idet brint er det vanskeligste materiale at komprimere. Problemet har forskerne nu løst ved at kombinere det med silicium.

Det nye materiale, som de kalder Silane, minder om metan, men i stedet for et kulstofatom og fire brintatomer, så består det af et siliciumatom og fire brintatomer.

Materialet kræver stadig et højt tryk for at blive superledende, så de praktiske anvendelsesmuligheder er stadig begrænsede.





Gå til bund
Gravatar #1 - BeLLe
19. mar. 2008 14:00
<kveolant mode on>

Rumtemperatur? Er det den temperatur der er ude i rummet. Altså et par grader over det absolutte 0??

<kveolant mode off>
Gravatar #2 - Tyrian
19. mar. 2008 14:05
#1
Nej, det har længe været muligt - også mere end et par grader over det absolutte nul.

ON:
Ville gerne vide, om det så også betyder der ikke er nogen varmeafsætning i disse ledere? Det må det jo betyde?
Ser frem til det er kompression istedet for køling vi skal gå op i:)
Gravatar #3 - Emil
19. mar. 2008 14:11
#1 > Så burde det være rettet :)
Gravatar #4 - giraff
19. mar. 2008 15:02
Er der nogen der har noget info om de par superleder der blev lavet i kbh? hvordan det er gået med dem og om de virker endnu?
Gravatar #5 - nielsbrinch
19. mar. 2008 15:04
#1

<kværulant>

Hvad er en kveolant?

</kværulant>
Gravatar #6 - gentox
19. mar. 2008 15:16
#2
Ja et superledende materiale har ingen opsamling af overflødig energi, og derfor heller ikke nogen varmeudvikling.
Så den dag man kan lave det som en ledning, eller måske et rør, behøver kraftværkerne ikke producere så meget strøm, faktisk kun det der bliver forbrugt.

Og ikke som i dag med et vist overskud, som ender sine dage som overflødig varme i materialet, der skulle bringe elektriciteten ud til forbrugerne.
Gravatar #7 - PinHigh
19. mar. 2008 16:01
#2
Og ikke som i dag med et vist overskud, som ender sine dage som overflødig varme i materialet, der skulle bringe elektriciteten ud til forbrugerne.


Hvilket Dansk Ornitologisk Forening finder dybt urimeligt overfor de danske standfugle, der igennem en årrække er blevet tilvænnet muligheden for at få varmet fusserne......
(damn..... hvorfor er det ikke d. 1/4. :-)
Gravatar #8 - krex
19. mar. 2008 16:56
#0
Det nye materiale, som de kalder Silane...

Silane er ikke noget nyt materiale. Det nye er nok at bruge det til superledere.

Nu er artiklen relativ kort, så det er lidt svært at se hvad det helt præcist går ud på, men umiddelbart vil jeg tillade mig at være en anelse skeptisk overfor nyheden. Superledning ved stuetemperature vil ihvertfald være noget af en nyhed.
Gravatar #9 - thøger
19. mar. 2008 19:36
Det meste af udviklingen inden for lav-temperatur superledere er (svjv.) baseret på trial-and-error. Det er svært at lave beregninger der viser præcist om et material er superledende eller ej. Man kan komme med kvalificerede bud, men man er nødt til at lave materialet i sidste ende...

Nyheder omkring høj-temperatur superledere er altid yderst relevante. Men jeg vil se den superleder i brug før jeg klapper.
Gravatar #10 - thøger
19. mar. 2008 19:45
Kommentar i kilden skrev:
Oh yes -- another minor detail is that a leak of SiH4 would spontaneously ignite in air.

O_o
Gravatar #11 - SmackedFly
20. mar. 2008 01:33
#6

Det er ikke helt rigtigt, der er også tab i superledere. Jeg kan ikke huske den præcise årsag, men reelt er der elektroner der "springer" ud af lederen. Der er dog ikke noget der har en praktisk betydning for fordelene ved en superleder, udover at hvis du kunne forbinde enderne på en superleder imens den kører, ville du miste strøm over tid...
Gravatar #12 - NubXDK
20. mar. 2008 09:50
spørger måske dumt...
Betydder det så at hvis nu en processor blir superledende at den vil le være uændelig hurtig?
Gravatar #13 - Tyrian
20. mar. 2008 10:09
#12
Nej hastigheden hvormed superlederne leder i forhold til traditionellen ledere er uændret. Det er blot effektafsættelsen der bliver "uendelig" lille.
Og nu skal vi lige have lavet en superleder først - en processor består af transistorer, og transistorer består af junctions - hvilket simpelt kan beskrives som to fusioner mellem to forurenede halvleder materialer. Så skal man altså lave noget superledende halvleder materiale som ikke afsætter nogen effekt...beats me!
Gravatar #14 - Tyrian
20. mar. 2008 10:12
#12 - forsat
Men bliver det muligt at lave en processor bestående af superledende transistorer, så vil du have en processor som ikke bruger nogen effekt, hence ikke bliver varm. Hvad det vil betyde for overclocking ect. kan jeg ikke overskue, men jeg tror godt du kan regne med det bliver et boost i hastighed også:) Dog ikke uendeligt..
Gravatar #15 - Xill
20. mar. 2008 12:12
12 skrev:
spørger måske dumt...
Betydder det så at hvis nu en processor blir superledende at den vil le være uændelig hurtig?


(her går jeg lidt ud fra at du med hastigheden mener antallet af MHz)

hastigheden på en CPU er langt fra altid begranset af varmeproblemer. den maksimale hastighed en CPU kan virke ved bestemmes ud fra hastigheden på det langsommeste led på pipelinen.

Men forsøget med NetBurst viste at det ikke altid kan betale sig at dele en CPU op i mange små dele, for dermed at have en lang, men hurtig pipeline. Derfor arbejdes der i dag med kortere pipeline, hvor man optimere på hvor mange gennemkørsler der skal til de vigtige udregninger.

Men hvis man kunne lave CPU'er, uden varmeproblemer, så ville man kunne lave dem støre og mere kompliceret (noget som normalt giver varmeproblemer). Men graffikkort, som langt bedre kan benytte sig af lange Pipelines, ville langt nemmere kunne udnytte det til at sætte hastighede på chippen op, og på den måde forbedre ydelsen.
Gravatar #16 - SmackedFly
20. mar. 2008 13:53
#15

I forlængelse:

Et andet stort problem med nyere CPU'er er lysets hastighed, og det faktum at det er for langsomt... Det er ganske enkelt begrænset hvor fysisk stor du kan lave en enkelt kerne, og hvor lange dine ledere kan være, ellers kan du ikke nå at udføre en beregning per. clockfrekvens.
Men hvis du udrydder varmeproblemerne vil det givetvist være lettere at arbejde med endnu mindre ledere...
Gravatar #17 - Tyrian
20. mar. 2008 15:27
#16
Mjaeh nu bevæger elektronerne sig langt fra med lysets hastighed gennem en leder. Procesorrer som vi kender dem idag, er ikke bygget ud fra optisk teknologi, men derimod halvleder teknologi. Så det er nok nærmere "strømmens" hastighed der begrænser hastigheden.
Gravatar #18 - kodekarlen
20. mar. 2008 15:29
Hvis det er tryk man mangler kan man jo eventuelt lave installationen på havets bund. Der er tryk nok hvis man kommer dybt nok ned :-)
Gravatar #19 - SmackedFly
20. mar. 2008 16:50
#17

Good point, havde jeg helt glemt. Ca. 2/3 af lysets hastighed igennem kobber, hvilket selvfølgelig ikke gør tingene bedre.

Dvs strømmens hastighed er ca. 200.000.000 m/s. dvs hvis vi tager en 2.8 ghz cpu som eksempel, så vil strømmen for hver frekvens (hz) kunne bevæge sig:

2 * 10^8 / 2,8 * 10^9 = 0,071 m/s eller 7,1 cm/s. Og det er selvfølgelig længden på lederen, som sjældent kan føres direkte i en CPU hvor der jo er mange andre ledere der også skal kunne gennemføre hvad der skal gøres indenfor en hz på 7,1 cm.
Gravatar #20 - tazly
20. mar. 2008 17:39
#19
Hvis strømmen i koberkabler, som du siger, bevæger sig med 7,1 cm/s så tager det ca. 1 sekund, at nå gennem mit SATA-kabel, hehe.

Jeg tror det du prøver at sige er:
2/3 c / 2,8GHz =
200.000.000m/s / 2.800.000.000s^-1 = 7,1cm

Strømmen kan altså teoretisk bevæge sig 7,1cm pr taktslag.
Gravatar #21 - SmackedFly
20. mar. 2008 18:34
så vil strømmen for hver frekvens (hz) kunne bevæge sig:
2 * 10^8 / 2,8 * 10^9 = 0,071 m/s eller 7,1 cm/s

Du har ret, det er selvfølgelig ikke per sekund men per taktslag... /s har intet at gøre i resultatet...
Gravatar #22 - Tyrian
21. mar. 2008 09:35
#21
Din antagelse om, at strømmen bevæger sig med en hastighed der er 2/3 af lysets hastighed er desværre også..forkert:\

Elektriske signaler og strøm er ikke det samme. Hvor elektriske signaler bevæger sig med noget der ligner lysets hastighed (det er elektromagnetiske bølger), bevæger strøm sig _meget_ langsomt i forhold til.
Strøm bevæger sig langsomt - elektrisk energi bevæger sig hurtigt:)
Gravatar #23 - Tyrian
21. mar. 2008 09:39
#21 - forsat
Jeg fandt det her link som forklarer lidt om fænomenet. Der er også en udregning som viser, at strømmen i en pære på 100W (100v, 1A) bevæger sig med 8,4 cm/time.
Gravatar #24 - cazotaro
21. mar. 2008 10:49
Har strømmens hastighed ikke noget at gøre med spænding/ampere? Jo højere spænding, jo mindre modstand..
(jaja materialet har også betydning for modstanden).

(går i folkeskole så har ikke fysik på et alt for højt niveau, min undskyldning når jeg tager fejl :P)
Gravatar #25 - Tyrian
21. mar. 2008 13:57
#24
Du har fat i noget, men blander begreberne lidt. Kort sagt: Jo flere ampere, jo hurtigere bevæger strømmen sig.

Du kender garanteret Ohms lov, som fortæller dig, at spændingsfaldet over et element (en ledning, en pære, en modstand) er direkte afhængig af af strømmen (I) gennem det, og modstanden (R) i det. Det der sker med superledere er, at der slet ikke er noget spændingsfald over dem (R=0). Hvis du starter med 230V og sender dem gennem en superleder, vil du stå med præcis 230V på den anden side også - dette er ikke tilfældet i en almindelig leder.
Du kan betragte spænding som elektrisk potentiale. Hvis man ikke tager noget af det potentiale står du med samme energi på den anden side af superlederen!

Håber det hjalp lidt på forståelsen:)
Gravatar #26 - Nesk
21. mar. 2008 15:00
Som #8 ganske rigtigt påpeger er silan ikke noget nyt materiale, og de påstår den oprindelige artikel da heller ikke. Der er teoretiske modeller der viser, at brint ved tilstrækkeligt højt tryk får metaliske egenskaber - hvilket ikke burde forundre, dets placering i det periodiske system taget i betragtning. Således mener man (så vidt jeg kan forstå) at der eksisterer metallisk brint dybt inde i Jupiter og Saturn, der jo for en stor dels vedkommende består af brint.

Hvordan brints elektroniske egenskaber kan overføres til silan kan jeg ikke lige se, men det er bestemt et stykke interessant forskning der foregår. Hvis man kan lave en struktur der holder trykket højt nok til at opnå den superledende tilstand, burde det være mindre energikrævende at opretholde tilstanden end hvis den var opnået vha. superafkøling.
Gravatar #27 - rmariboe
21. mar. 2008 17:58
#11 << Det vil jeg gerne se en relevant kilde på...

#23 << Det er ikke propageringen - men elektronernes samlede bevægelse, du omtaler. Propageringen går langt hurtigere, da elektricitet bevæger sig i bølger igennem lederen.
Gravatar #28 - Tyrian
21. mar. 2008 21:36
#27
Du skal lige læse min post i #22 først..
Gravatar #29 - dustbuster
25. mar. 2008 21:22
#8
Ifølge artiklen i Science opnåede forskerholdet en kritisk temperatur, Tc, på 17 K for tryk mellem 96 og 120 GPa.
Det er muligt at Tc er højere for tryk mellem 96 GPa og 120 GPa. Teoretiske beregninger har tidligere peget på at Tc for silan under tryk kan ligge mellem 40 K og 260 K.

Den lave kritiske temperatur taget i betragtning er det vist lidt for tidligt at tale om superledning ved stuetemperatur. Det er da også kun newz.dk's artikel, som nævner dette :/
Ikke desto mindre er det en interessant nyhed, der demonstrerer, at brintholdige materialer under tryk kan blive superledende.
Gravatar #30 - dustbuster
25. mar. 2008 21:58
#13+14
Der findes flere forslag til hvordan man kan opbygge logiske kredsløb ved hjælp af superledere.
F.eks."Resistor Coupled Josephson Logic" eller "Rapid Single Flux Quantum Logic".
SVJV består udfordringerne i forbindelse med chip-production at lave ensartede junctions når størrelsen nedskaleres og at udbredelsen af "clock signalet" på chippen er "langsom" i forhold til clock frekvensen (f. eks. 100 GHz for RSFQL).
Nå ja, og så skal hele herligheden nedkøles med flydende helium (4,2 K) for at nå under den kritiske temperatur.
Gå til top

Opret dig som bruger i dag

Det er gratis, og du binder dig ikke til noget.

Når du er oprettet som bruger, får du adgang til en lang række af sidens andre muligheder, såsom at udforme siden efter eget ønske og deltage i diskussionerne.

Opret Bruger Login