Magnesiumdiboridi

Magnesiumdiboridi (MgB2) on magnesiumin ja boorin muodostama epäorgaaninen ioniyhdiste. Magnesiumboridilla on käyttöä halpana suprajohtavana materiaalina.

Rakenne ja ominaisuudet 
Magnesiumboridikiteillä on heksagonaalinen alkeiskoppi. Kide kostuu boorikerroksista, joiden välissä on magnesium-ionikerros. Boorikerrosten rakenne muistuttaa grafiitin rakennetta eli jokainen booriatomi on sitoutunut kolmeen muuhun booriatomiin. Magnesiumkerrokset voivat luovuttaa boorikerroksille elektronejaan. Magnesiumdiboridin suprajohtavuuden arvellaan johtuvan juuri boorikerroksien rakenteesta.

Magnesiumdiboidi on tunnettu materiaalina 1950-luvulta lähtien. Ensimmäiset tutkimustulokset sen suprajohtavuudesta julkaistiin kuitenkin vasta vuonna 2001. Magnesiumboridilla havaittiin tapahtuvan Meissnerin ilmiö 39 kelvinin (–234 °C) lämpötilassa. Kriittistä lämpötilaa voidaan kasvattaa douppauksella. Magnesiumdiboridin douppaukseen on käytetty muun muassa hiiltä, alumiinia, piitä, sinkkiä, kuparia, berylliumia, kobolttia ja rautaa.

Valmistus 
Magnesiumboridia voidaan valmistaa kuumentamalla magnesium- ja boorijauhetta kovassa paineessa 700 °C:n lämpötilassa. Nykyään korkealaatuista magnesiumdiboridiohutkalvoa valmistetaan fysikaaliskemiallisella kaasufaasipinnoitusmenetelmällä. Siinä magnesiummetallipinnalle suihkutetaan diboraanikaasua.

Käyttö 

Magnesiumdiboridista on jo valmistettu magneetteja, joita käytetään magneettikuvauslaitteissa.. Yhdisteen etu moniin muihin suprajohteisiin verrattuna on se, että se on niitä halvempi. Magnesiumdiboridin jäähdyttämiseen sen kriittiseen lämpötilaan voidaan käyttää nestemäistä vetyä, joka on halvempaa kuin helium. Metallimaisena yhdiste on helposti muokattava ja siitä voidaan valmistaa pitkiäkin kaapeleita edullisemmin kuin muista suprajohtavista materiaaleista.

Lähteet 

Booriyhdisteet
Magnesiumyhdisteet