Jabarkan Superkonduktor dari Itrium

Itrium adalah bahan utama dalam superkonduktor itrium barium tembaga oksida (YBa2Cu3O7, alias 'YBCO' atau '1-2-3') yang dikembangkan di Universitas Alabama dan Universitas Houston pada tahun 1987. Superkonduktor ini terkenal karena pengoperasian superkonduktivitas suhu di atas titik didih nitrogen cair (77,1 K). Karena nitrogen cair lebih murah daripada helium cair yang diperlukan untuk superkonduktor logam, biaya pengoperasian untuk aplikasinya akan lebih sedikit.

Bahan superkonduktor sebenarnya sering ditulis sebagai YBa2Cu3O7–d, di mana d harus kurang dari 0,7 untuk superkonduktivitas. Alasan untuk ini masih belum jelas, tetapi diketahui bahwa kekosongan hanya terjadi di tempat-tempat tertentu di kristal, bidang oksida tembaga, dan rantai, yang menimbulkan keadaan oksidasi yang aneh dari atom tembaga, yang entah bagaimana mengarah pada perilaku superkonduktor.

Teori superkonduktivitas suhu rendah telah dipahami dengan baik sejak teori BCS tahun 1957. Teori ini didasarkan pada kekhasan interaksi antara dua elektron dalam kisi kristal. Namun, teori BCS tidak menjelaskan superkonduktivitas suhu tinggi, dan mekanisme tepatnya masih menjadi misteri. Yang diketahui adalah bahwa komposisi bahan tembaga-oksida harus dikontrol secara tepat agar superkonduktivitas dapat terjadi.

Superkonduktor ini adalah mineral berwarna hitam dan hijau, multikristal, dan multifase. Para peneliti sedang mempelajari kelas bahan yang dikenal sebagai perovskit yang merupakan kombinasi alternatif dari unsur-unsur ini, berharap dapat mengembangkan superkonduktor suhu-tinggi yang praktis.