उच्च तापमान अतिचालकता

उच्च-तापमान अतिचालक (संक्षिप्त उच्च-$T$cया एचटीएस) को उन सामग्रियों के रूप में परिभाषित किया जाता है। जो तरल नाइट्रोजन का क्वथनांक 77 K से ऊपर के तापमान पर अतिचालक के रूप में व्यवहार करते हैं।। विशेषण "उच्च तापमान" केवल पहले से ज्ञात अतिचालक के संबंध में है। जो पूर्ण शून्य के समीप ठंडे तापमान पर भी कार्य करता है। निरपेक्ष रूप से, यह "उच्च तापमान" अभी भी परिवेश से बहुत नीचे हैं और इसलिए शीतलन की आवश्यकता होती है। प्रथम उच्च तापमान अतिचालक की खोज सन्न 1986 में आईबीएम के शोधकर्ताओं जोहान्स जॉर्ज बेडनोर्ज़ और कार्ल अलेक्जेंडर मुलर द्वारा की गई थी। जिन्हें सन्न 1987 में "मिट्टी के पात्र सामग्री में अतिचालकता की खोज में महत्वपूर्ण सफलता के लिए" भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। अधिकांश उच्च-$T$c सामग्री टाइप- II अतिचालक हैं।

उच्च तापमान वाले अतिचालक का प्रमुख लाभ यह है कि उन्हें तरल नाइट्रोजन का उपयोग करके ठंडा किया जा सकता है। पहले से ज्ञात अतिचालक के विपरीत, जिसके लिए महंगे और कठिन-से-संभालने वाले शीतलक मुख्य रूप से तरल हीलियम की आवश्यकता होती है। उच्च-$T$c सामग्री का दूसरा लाभ यह है कि वह पिछले सामग्रियों की तुलना में उच्च चुंबकीय क्षेत्र में अपनी अतिचालकता बनाए रखते हैं। अतः अतिचालक चुंबक का निर्माण करते समय यह उच्च का प्राथमिक अनुप्रयोग-$T$c सामग्री के लिए महत्वपूर्ण है।

अधिकांश उच्च-तापमान अतिचालक मिट्टी के पात्र सामग्री हैं। जैसा कि पहले ज्ञात धातु सामग्री के विपरीत है। मिट्टी के पात्र अतिचालक कुछ व्यावहारिक उपयोगों के लिए उपयुक्त हैं। किन्तु उनके समीप अभी भी अनेक विनिर्माण विवाद हैं। उदाहरण के लिए अधिकांश मिट्टी के पात्र भंगुर होते हैं। जो उनसे तारों के निर्माण को बहुत ही समस्याग्रस्त बना देता हैं। चूँकि इन कमियों पर अधिकार पाना अधिक शोध का विषय है और प्रगति जारी है।

उच्च तापमान वाले अतिचालक का मुख्य वर्ग कॉपर ऑक्साइड है। जो अन्य धातुओं के साथ संयुक्त होता है। विशेष रूप से दुर्लभ-पृथ्वी बेरियम कॉपर ऑक्साइड (आरईबीसीओ) जैसे कि येट्रियम बेरियम कॉपर ऑक्साइड (वाईबीसीओ) इत्यादि। अतः व्यावहारिक वर्गीकरण में उच्च-तापमान अतिचालक की दूसरी श्रेणी लौह-आधारित यौगिक है।

मैग्नीशियम डाइबोराइड को कभी-कभी उच्च-तापमान अतिचालक में सम्मिलित किया जाता है। यह निर्माण के लिए अपेक्षाकृत सरल है। किन्तु यह केवल 43 K से नीचे सुपरकंडक्ट करता है। जो इसे तरल नाइट्रोजन कूलिंग (नाइट्रोजन ट्रिपल पॉइंट तापमान से लगभग 30 K नीचे) के लिए अनुपयुक्त बनाता है। कुछ अति-उच्च दबाव वाले सुपरहाइड्राइड यौगिकों को सामान्यतः उच्च-तापमान अतिचालक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। वास्तव में, उच्च दाब गैसों पर किए गए इस शोध में उच्च-तापमान अतिचालक पर अनेक लेख मिल सकते हैं। जो व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हैं। अतः वर्तमान $T$c रिकॉर्ड धारक कार्बोनेसियस सल्फर हाइड्राइड है। जो पिछले रिकॉर्ड को लैंथेनम डिकाहाइड्राइड द्वारा लगभग 30 K से हरा देता है। चूंकि इन यौगिकों में अतिचालकता हाल ही में सवालों के घेरे में आ गई है।

इतिहास
अतिचालकता की खोज हेइके कार्येरलिंग ओन्स ने सन्न 1911 में ठोस धातु में की थी। तब से शोधकर्ताओं ने कमरे के तापमान अतिचालक खोजने के लक्ष्य के साथ बढ़ते तापमान पर अतिचालकता का निरीक्षण करने का प्रयास किया है। सन्न 1970 के दशक के अंत तक अनेक धात्विक यौगिकों (विशेष रूप से एनबी-आधारित, जैसे NbTi, Nb3Sn और Nb3Ge) में अतिचालकता देखी गई थी। जो तात्विक धातुओं की तुलना में बहुत अधिक थे और जो 20 K इससे भी अधिक हो सकते थे। सन्न 1986 में स्विट्ज़रलैंड में ज्यूरिक के समीप आईबीएम अनुसंधान प्रयोगशाला में बेडनोर्ज़ और मुलर मिट्टी के पात्र के नए वर्ग में अतिचालकता की खोज कर रहे थे। जेसे 'कॉपर ऑक्साइड' या 'कप्रेट्स' इत्यादि।

बेडनोर्ज़ को विशेष कॉपर ऑक्साइड का सामना करना पड़ता है। जिसका प्रतिरोध -238 C आसपास के तापमान पर शून्य हो गया है। उनके परिणामों की जल्द ही पुष्टि की गई है। विशेष रूप से ह्यूस्टन विश्वविद्यालय में पॉल चू और टोक्यो विश्वविद्यालय में शोजी तनाका इत्यादि अनेक समूहों द्वारा पुष्टि की गई है।

सन्न 1987 में, पी. डब्लू. एंडरसन ने इन सामग्रियों का प्रथम सैद्धांतिक विवरण दिया था। जो प्रतिध्वनित वैलेंस बॉन्ड सिद्धांत पर आधारित था। किन्तु इन सामग्रियों की पूर्ण समझ आज भी विकसित हो रही है। इन अतिचालक को अब डी-वेव जोड़ी समरूपता रखने के लिए जाना जाता है। प्रथम प्रस्ताव यह है कि उच्च-तापमान कप्रेट अतिचालकता में डी-वेव पेयरिंग सम्मिलित है। सन्न 1987 में बिकर्स, डगलस जेम्स स्कैलपिनो और स्केलेटर द्वारा बनाया गया था। इसके पश्चात् सन्न 1988 में इनुई, डोनियाच, हिर्शफेल्ड और रूकेंस्टीन द्वारा तीन बाद के सिद्धांतों का पालन किया गया था। स्पिन-उतार-चढ़ाव सिद्धांत का उपयोग करते हुए और क्लॉडियस ग्रोस, पॉइलब्लांक, राइस और झांग, और गेब्रियल कोटलियार और लियू द्वारा आरवीबी सिद्धांत के प्राकृतिक परिणाम के रूप में डी-वेव पेयरिंग की पहचान की गयी थी। अतः कप्रेट अतिचालक की डी-वेव प्रकृति की पुष्टि विभिन्न प्रयोगों द्वारा की गई थी। जिसमें एंगल रिज़ॉल्व्ड फोटोएमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से उत्तेजना स्पेक्ट्रम में डी-वेव नोड्स का प्रत्यक्ष अवलोकन, टनलिंग में आधा-पूर्णांक प्रवाह का अवलोकन सम्मिलित है। अतः प्रयोग और परोक्ष रूप से प्रवेश गहराई, विशिष्ट ऊष्मा और तापीय चालकता के तापमान निर्भरता से सम्मिलित है।

सन्न 2021 तक परिवेशी दबाव पर उच्चतम संक्रमण तापमान वाला अतिचालक लगभग 133 K पर पारा, बेरियम और कैल्शियम का कप्रेट है। उच्च रिकॉर्ड किए गए संक्रमण तापमान वाले अन्य अतिचालक हैं।उदाहरण के लिए 250 K पर लेन्थेनम सुपरहाइड्राइड किन्तु यह केवल बहुत अधिक दबावों पर होता है।

उच्च-तापमान अतिचालकता की उत्पत्ति अभी भी स्पष्ट नहीं है। किन्तु ऐसा प्रतीत होता है कि इलेक्ट्रॉन-फोनन आकर्षण तंत्र के अतिरिक्त वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक तंत्र (जैसे एंटीफेरोमैग्नेटिक सहसंबंधों द्वारा) से निपट रहा है और पारंपरिक के अतिरिक्त विशुद्ध रूप से एस-वेव पेयरिंग, अधिक विदेशी पेयरिंग समरूपता को सम्मिलित करने के लिए माना जाता है। (कप्रेट के स्थिति में डी-वेव; मुख्य रूप से विस्तारित एस-वेव, किन्तु कभी-कभी डी-वेव, आयरन-आधारित अतिचालक के स्थिति में)।

सन्न 2014 में यह दिखाने वाले साक्ष्य है कि भिन्नात्मक कण अर्ध द्वि-आयामी चुंबकीय सामग्री में हो सकते हैं ईपीएफएल वैज्ञानिकों द्वारा पाया गया था। कि उच्च तापमान अतिचालकता के एंडरसन के सिद्धांत के लिए उधार समर्थन सम्मिलित है।

गुण
दुर्भाग्य से, "उच्च-तापमान" अतिचालक वर्ग की अतिचालकता के संदर्भ में अनेक परिभाषाएँ हैं।

तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से अधिक महत्वपूर्ण तापमान वाली सामग्री के लिए उच्च लेबल-$T$c आरक्षित होना चाहिए। चूँकि अनेक सामग्रियों जिनमे मूल खोज और हाल ही में खोजे गए पैनिक्टाइड अतिचालक सम्मिलित है। जिनका महत्वपूर्ण तापमान 77 K से कम है। किन्तु फिर भी सामान्यतः प्रकाशनों में उच्च-$T$c वर्ग के रूप में संदर्भित किया जाता है।

सामान्यतः तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक के ऊपर महत्वपूर्ण तापमान वाला पदार्थ, साथ में उच्च महत्वपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र और महत्वपूर्ण वर्तमान घनत्व (जिसके ऊपर अतिचालकता नष्ट हो जाती है।) तकनीकी अनुप्रयोगों को बहुत लाभ पहुंचाता है। चुंबक अनुप्रयोगों में उच्च महत्वपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र उच्च-$c$c की तुलना में अधिक मूल्यवान सिद्ध हो सकता है। कुछ कप्रेट में लगभग 100 टेस्ला का ऊपरी महत्वपूर्ण क्षेत्र होता है। चूंकि कप्रेट सामग्री भंगुर मिट्टी के पात्र हैं। जो निर्माण के लिए महंगे हैं और सरलता से तारों या अन्य उपयोगी आकृतियों में परिवर्तित नहीं होते हैं। इसके अतिरिक्त उच्च-तापमान अतिचालक बड़े, निरंतर अतिचालकता डोमेन नहीं बनाते हैं। बल्कि माइक्रोडोमेन के क्लस्टर होते हैं। जिसके अंदर अतिचालकता होती है। इसलिए वह चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोमीटर के लिए चुंबक जैसे वास्तविक अतिचालक धाराओं की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त हैं। इस (पाउडर) के समाधान के लिए एचटीएस_वायर देखें।

वाईबीसीओ में लौह-आधारित अतिचालक अनेक रूथेनोक्यूप्रेट्स और अन्य विदेशी अतिचालक चुंबकत्व के साथ सह-अस्तित्व में उच्च तापमान अतिचालकता के बारे में अधिक बहस हुई है। और सामग्री के अन्य समूहों के लिए खोज जारी है। एचटीएस टाइप- II अतिचालक हैं। जो चुंबकीय क्षेत्र को फ्लक्स की मात्रा इकाइयों में अपने आंतरिक भाग में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं। जिसका अर्थ है कि अतिचालकता को दबाने के लिए बहुत अधिक चुंबकीय क्षेत्रों की आवश्यकता होती है। स्तरित संरचना भी चुंबकीय क्षेत्र की प्रतिक्रिया के लिए दिशात्मक निर्भरता देती है।

सभी ज्ञात उच्च-$T$c अतिचालक टाइप- II अतिचालक हैं। टाइप- I अतिचालक के विपरीत जो मीस्नर प्रभाव के कारण सभी चुंबकीय क्षेत्रों को बाहर निकाल देता है। टाइप- II अतिचालक चुंबकीय क्षेत्रों को फ्लक्स की क्वांटाइज्ड इकाइयों में अपने आंतरिक भाग में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं। जिससे विद्युत चालन के छेद या ट्यूब बनते हैं। अतिचालकता बल्क में मेटलिक क्षेत्र क्वांटम भंवर कहा जाता है। परिणाम स्वरुप, उच्च-$T$c अतिचालक बहुत अधिक चुंबकीय क्षेत्र बनाए रख सकते हैं।

कप्रेट
कप्रेट स्तरित सामग्री हैं। जिसमें कॉपर ऑक्साइड की अतिचालकता परतें होती हैं। जिन्हें स्पेसर परतों द्वारा भिन्न किया जाता है। कप्रेट में सामान्यतः द्वि-आयामी सामग्री के समीप संरचना होती है। उनके अतिचालकता गुण कमजोर युग्मित कॉपर-ऑक्साइड (CuO2) परतों के अंदर चलने वाले इलेक्ट्रॉनों द्वारा निर्धारित किया जाता है। निकटतम परतों में लेण्टेनियुम, बेरियम, स्ट्रोंटियम, या अन्य परमाणु जैसे आयन होते हैं। जो संरचना को स्थिर करने के लिए कार्य करते हैं और तांबे-ऑक्साइड परतों पर इलेक्ट्रॉनों या छिद्रों को डोप करते हैं। अनोपेड "पैरेंट" या "मदर" यौगिक पर्याप्त रूप से कम तापमान पर लंबी दूरी की एंटीफेरोमैग्नेटिक ऑर्डर के साथ एमओटी इंसुलेटर हैं। एकल इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना मॉडल को सामान्यतः इलेक्ट्रॉनिक गुणों का वर्णन करने के लिए पर्याप्त माना जाता है।

कप्रेट अतिचालक पेरोसाइट संरचना होती हैं। कॉपर-ऑक्साइड प्लेन प्रत्येक वर्ग के केंद्र में Cu2+ आयन के साथ O2− आयनों के वर्गों के साथ चेकरबोर्ड जाली हैं। इकाई सेल को इन चौकों से 45° घुमाया जाता है। अतिचालकता सामग्रियों के रासायनिक सूत्रों में सामान्यतः अतिचालकता के लिए आवश्यक डोपिंग का वर्णन करने के लिए भिन्नात्मक संख्याएं होती हैं। कप्रेट अतिचालक के अनेक समूह हैं और उन्हें उनमें उपस्तिथ तत्वों और प्रत्येक अतिचालकता ब्लॉक में आसन्न कॉपर-ऑक्साइड परतों की संख्या द्वारा वर्गीकृत किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, प्रत्येक अतिचालकता ब्लॉक ($T$) में परतों की संख्या के आधार पर वाईबीसीओ और बीएससीसीओ को वैकल्पिक रूप से "Y123" और Bi2201/Bi2212/Bi2223 के रूप में संदर्भित किया जा सकता है। अतिचालकता ट्रांज़िशन तापमान इष्टतम डोपिंग मान ($T$=0.16) और सामान्यतः प्रत्येक अतिचालकता ब्लॉक में परतों की इष्टतम संख्या $T$=3 पर चरम पर पाया गया है।

कप्रेट में अतिचालकता के संभावित तंत्र अधिक बहस और आगे के शोध का विषय बने हुए हैं। सभी सामग्रियों के लिए सामान्य कुछ पहलुओं की पहचान की गई है। प्रति-लौहचुंबकीय के मध्य अनोपेड सामग्रियों की कम तापमान वाली स्थिति और डोपिंग पर उभरने वाली अतिचालकता स्थिति मुख्य रूप से Cu2+ आयनों की dx2-y2 कक्षीय अवस्था सुझाव देते हैं कि इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन इंटरैक्शन कप्रेट में इलेक्ट्रॉन-फोनन इंटरैक्शन की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण हैं। अतिचालकता को अपरंपरागत बनाना होता है। फर्मी सतह पर हाल के कार्य से पता चलता है कि एंटीफेरोमैग्नेटिक ब्रिलौइन क्षेत्र में चार बिंदुओं पर नेस्टिंग होती है। जहाँ स्पिन तरंगें उपस्तिथ होती हैं और इन बिंदुओं पर अतिचालकता एनर्जी गैप बड़ा होता है। पारंपरिक अतिचालक के विपरीत अधिकांश कप्रेट के लिए देखे गए कमजोर आइसोटोप प्रभाव जो बीसीएस सिद्धांत द्वारा अच्छी प्रकार से वर्णित हैं।

होल-डोप्ड और इलेक्ट्रॉन डोप्ड कप्रेट के गुणों में समानताएं और अंतर,
 * कम से कम इष्टतम डोपिंग तक स्यूडोगैप चरण की उपस्थिति।
 * सुपरफ्लूड घनत्व के लिए के लिए संक्रमण तापमान से संबंधित उमूरा भूखंड में विभिन्न रुझान होता है। लंदन पैठ की गहराई का व्युत्क्रम वर्ग बड़ी संख्या में अंडरडोप्ड कप्रेट अतिचालक के लिए महत्वपूर्ण तापमान के समानुपाती प्रतीत होता है। किन्तु होल और इलेक्ट्रॉन-डोप्ड कप्रेट के लिए आनुपातिकता का स्थिरांक भिन्न होता है। रैखिक प्रवृत्ति का तात्पर्य है कि इन सामग्रियों का भौतिकी दृढ़ता से द्वि-आयामी है।
 * यूनिवर्सल ऑवरग्लास-शेप्ड फीचर इन द स्पिन एक्साइटमेंट्स ऑफ कप्रेट्स नाप्ड यूजिंग इनलेस्टिक न्यूट्रॉन डिफ्रैक्शन।
 * नर्नस्ट प्रभाव अतिचालकता और स्यूडोगैप दोनों चरणों में स्पष्ट है।

अतिचालकता कप्रेट्स की इलेक्ट्रॉनिक संरचना अत्यधिक अनिसोट्रोपिक है। (वाईबीसीओ या बीएससीसीओ की क्रिस्टल संरचना देखें)। इसलिए, एचटीएससी की फर्मी सतह डोप्ड CuO2 प्लेन (या मल्टी-लेयर कप्रेट के स्थिति में मल्टी-प्लेन) की फर्मी सतह के बहुत समीप है और इसे 2-डी पारस्परिक जाली (या गति स्थान) पर प्रस्तुत किया जा सकता है। पहले CuO2 के अंदर विशिष्ट फर्मी सतह को चित्र 1 (बाएं) में आरेखित किया गया है। इसे इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना गणनाओं से प्राप्त किया जा सकता है या कोण से हल किए गए प्रकाश उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एआरपीईएस) द्वारा मापा जा सकता है। चित्र 1 (दाएं) एआरपीईएस द्वारा मापी गई बीएससीसीओ की फर्मी सतह को दर्शाता है। आवेश वाहक सांद्रता (डोपिंग स्तर) की विस्तृत श्रृंखला में, जिसमें होल-डोप्ड एचटीएससी अतिचालकता हैं। फर्मी सतह छेद जैसी है। (अर्थात खुली है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है)। इसका परिणाम एचटीएससी के इलेक्ट्रॉनिक गुणों के अंतर्निहित इन-प्लेन अनिसोट्रॉपी में होता है। सन्न 2018 में पूर्ण तीन आयामी फर्मी सतह संरचना को सॉफ्ट एक्स-रे एआरपीईएस से प्राप्त किया गया था।

लौह आधारित
आयरन-आधारित अतिचालक में लोहे की परतें और निक्टोजन होता है। जैसे आर्सेनिक या फास्फोरस या काल्कोजन यह वर्तमान में कप्रेट के पीछे दूसरा उच्चतम महत्वपूर्ण तापमान वाला समूह है। उनके अतिचालकता गुणों में रुचि सन्न 2006 में LaFePO में 4 K पर अतिचालकता की खोज के साथ प्रारंभ हुई और समान सामग्री LaFeAs(O,F) के 43 K तक अतिचालक पायें जाने के पश्चात् सन्न 2008 में बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है। लौह-आधारित सुपरकंडक्टर समूह में उच्चतम महत्वपूर्ण तापमान FeSe की पतली फिल्मों में उपस्थित है।  जहां सन्न 2014 में 100 K से अधिक महत्वपूर्ण तापमान अंकित किया गया था।

मूल खोजों के पश्चात् से लौह-आधारित अतिचालक के अनेक समूह सामने आए है। कप्रेट अतिचालक के समान, अधिकांश अनोपेड आयरन-आधारित अतिचालक टेट्रागोनल-ऑर्थोरोम्बिक स्ट्रक्चरल चरण संक्रमण दिखाते हैं। जिसके पश्चात् कम तापमान पर चुंबकीय क्रम होता है। चूंकि वह एमओटी इंसुलेटर के अतिरिक्त खराब धातु हैं और इसके अतिरिक्त फर्मी सतह पर पांच इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचनाएं हैं। लौह-आर्सेनाइड परतों के रूप में उभरने वाला चरण आरेख उल्लेखनीय रूप से समान है। अतिचालकता चरण चुंबकीय चरण के समीप या अतिव्यापी है। पुख्ता सबूत है कि $n$c As-Fe-As बंध कोणों के साथ मान भिन्न होता है। जो पहले ही उभर चुका है और दिखाता है कि इष्टतम $p$c मान अविकृत FeAs4 टेट्राहेड्रा के साथ प्राप्त किया जाता है। पेयरिंग वेवफंक्शन की समरूपता पर अभी भी व्यापक रूप से बहस होती है। किन्तु विस्तारित एस-वेव परिदृश्य वर्तमान में इष्ट है।
 * LnFeAs(O,F) या LnFeAsO1−x (Ln = लैंथेनाइड) $n$c के साथ 56 K तक, जिसे 1111 सामग्री कहा जाता है। इन सामग्रियों का फ्लोराइड संस्करण बाद में समान $p$c मान के साथ पाया गया है।
 * (बीए, के) Fe2As2 और आयरन-आर्सेनाइड परतों के जोड़े के साथ संबंधित सामग्री, जिसे 122 यौगिक कहा जाता है। $n$c मान 38 K तक होते हैं। जब लोहे को कोबाल्ट से परिवर्तित कर दिया जाता है। तब यह पदार्थ अतिचालक भी होते हैं।
 * लगभग 20 K तक Tc के साथ LiFeAs और NaFeAs होता है। यह सामग्रियां रससमीकरणमितीय संरचना के समीप अतिचालक हैं और इन्हें 111 यौगिकों के रूप में संदर्भित किया जाता है।
 * FeSe छोटे स्तुईचिओमेटरी या टेल्यूरियम डोपिंग के साथ।

मैग्नीशियम डाइबोराइड
मैग्नीशियम डाइबोराइड को कभी-कभी उच्च तापमान अतिचालक के रूप में जाना जाता है। जिससे कि इसका 39 K का $T$c मान बीसीएस ऐतिहासिक रूप से अपेक्षित है। चूँकि इसे सामान्यतः उच्चतम $T$c पारंपरिक अतिचालक के रूप में माना जाता है। फर्मी स्तर पर उपस्तिथ दो भिन्न-भिन्न बैंडों के परिणामस्वरूप बढ़ी हुई $T$c माना जाता है।

कार्बन आधारित
सन्न 1991 में हेबर्ड एट अल ने फुलराइड्स अतिचालक की खोज की, जहां क्षार-धातु के परमाणुओं को C60 अणुओं में आपस में जोड़ा जाता है।

सन्न 2008 में गणिन एट अल ने Cs3C60 के लिए 38 K तक के तापमान पर अतिचालकता का प्रदर्शन किया है।

पी-डोप्ड ग्रैफाणे को सन्न 2010 में उच्च तापमान अतिचालकता को बनाए रखने में सक्षम होने का प्रस्ताव दिया गया था।

निकेलेट्स
सन्न 1999 में, अनीसिमोव एट अल। निकेलेट्स में अनुमानित अतिचालकता, निकल ऑक्साइड को कप्रेट अतिचालक के प्रत्यक्ष एनालॉग के रूप में प्रस्तावित करना है। अनंत-परत निकेलेट, Nd0.8Sr0.2NiO2 में अतिचालकता सन्न 2019 के अंत में 9 और 15 K के मध्य अतिचालकता संक्रमण तापमान के साथ रिपोर्ट किया गया था। SrTiO3 सबस्ट्रेट्स पर Nd0.8Sr0.2NiO3 जो तब CaH2 की उपस्थिति में 260-280 °C पर पतली फिल्मों की घोषणा करके Nd0.8Sr0.2NiO2 तक कम हो जाता है। अतिचालकता चरण केवल ऑक्सीजन कम फिल्म में देखा जाता है और उसी स्टोइकोमेट्री की ऑक्सीजन कम बल्क सामग्री में नहीं देखा जाता है। यह सुझाव देता है कि Nd0.8Sr0.2NiO2 पतली फिल्म की ऑक्सीजन कमी से प्रेरित तनाव चरण स्थान को अनुमति देने के लिए परिवर्तित होता है।

CaH2 के साथ कमी से एक्सेस हाइड्रोजन को निकालना महत्वपूर्ण है। अन्यथा टोपोटैक्टिक संक्रमण हाइड्रोजन अतिचालकता को रोक सकता है।

कुप्रते
अतिचालक वाले कप्रेट्स की संरचना अधिकांशतः पेरोसाइट (संरचना) संरचना से निकटता से संबंधित होती है और इन यौगिकों की संरचना को विकृत, ऑक्सीजन की कमी वाले यौगिक बहु-स्तरित पेरोसाइट संरचना के रूप में वर्णित किया गया है। ऑक्साइड अतिचालक की क्रिस्टल संरचना के गुणों में से CuO2 की वैकल्पिक बहु-परत है। इन परतों के मध्य अतिचालकता होती है। CuO2 की अधिक परतें उच्चतर $T$c होती है। यह संरचना सामान्य संवाहक और अतिचालक गुणों में बड़ी अनिसोट्रॉपी का कारण बनती है। जिससे कि विद्युत धाराएँ CuO2 के ऑक्सीजन स्थलों में प्रेरित छिद्रों द्वारा ले जाई जाती हैं। विद्युत चालन अत्यधिक अनिसोट्रोपिक है। लंबवत दिशा की तुलना में CuO2 के समानांतर बहुत अधिक चालकता है। सामान्यतः महत्वपूर्ण तापमान रासायनिक संरचना धनायन प्रतिस्थापन और ऑक्सीजन सामग्री पर निर्भर करते हैं। उन्हें सुपरस्ट्रिप्स के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। अर्थात, अतिचालकता एटॉमिक लेयर्स, तारों, स्पेसर लेयर्स द्वारा भिन्न किए गए डॉट्स से बनी परमाणु सीमा पर सुपरलैटिस की विशेष प्राप्ति, जो मल्टीबैंड और मल्टीगैप अतिचालकता देती है।

येट्रियम-बेरियम कप्रेट
येट्रियम-बेरियम कप्रेट YBa2Cu3O7−x (or Y123), तरल नाइट्रोजन क्वथनांक के ऊपर पाया जाने वाला प्रथम अतिचालक था। येट्रियम के प्रत्येक परमाणु के लिए बेरियम के दो परमाणु होते हैं। YBa2Cu3O7 अतिचालक में तीन भिन्न-भिन्न धातुओं के अनुपात क्रमशः यट्रियम से बेरियम से तांबे के लिए 1 से 2 से 3 के मोल अनुपात में हैं। इस विशेष अतिचालक को अधिकांशतः 123 अतिचालक के रूप में भी जाना जाता है।

YBa2Cu3O7 की इकाई सेल में तीन पेरोसाइट इकाई सेल होते हैं। जो स्यूडोक्यूबिक लगभग ऑर्थोरोम्बिक है। अन्य अतिचालकता कप्रेट्स की और संरचना होती है। उनके समीप चतुष्कोणीय कोशिका होती है।

प्रत्येक पर्कोव्साइट सेल में केंद्र में Y या Ba परमाणु होता है। नीचे की इकाई सेल में Ba, मध्य में Y और शीर्ष इकाई सेल में Ba इस प्रकार, Y और Ba सी-अक्ष के साथ [Ba-Y-Ba] अनुक्रम में ढेर हो गए हैं। इकाई सेल के सभी कोने साइटों पर Cu का कब्जा है। जिसमें ऑक्सीजन के संबंध में दो भिन्न-भिन्न समन्वय, Cu(1) और Cu(2) हैं। ऑक्सीजन के लिए चार संभावित क्रिस्टलोग्राफिक साइट हैं। O(1), O(2), O(3) और O(4)। ऑक्सीजन के संबंध में वाई और बा के समन्वय पॉलीहेड्रा भिन्न-भिन्न हैं। पेरोसाइट इकाई सेल के ट्रिपलिंग से नौ ऑक्सीजन परमाणु बनते हैं। जबकि YBa2Cu3O7 में सात ऑक्सीजन परमाणु हैं और इसलिए इसे ऑक्सीजन की कमी वाले पेरोसाइट संरचना के रूप में संदर्भित किया जाता है। संरचना में विभिन्न परतों का ढेर होता है। (CuO)(BaO)(CuO2)(Y)(CuO2)(BaO)(CuO) की इकाई कोशिका की प्रमुख विशेषता CuO2 की दो परतों की उपस्थिति है। वाई सतह की भूमिका दो CuO2 सतहों के मध्य स्पेसर के रूप में काम करना है। वाईबीसीओ में क्यू-ओ चेन अतिचालकता के लिए महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए जाने जाते हैं। $T$c 92 K के समीप अधिकतम है जब x ≈ 0.15 और संरचना ऑर्थोरोम्बिक है। अतिचालकता x ≈ 0.6 पर विलुप्त हो जाती है। जहां वाईबीसीओ का संरचनात्मक परिवर्तन ऑर्थोरोम्बिक से टेट्रागोनल में होता है।

अन्य कप्रेट
वाईबीसीओ की तैयारी की तुलना में अन्य कप्रेट की तैयारी अधिक कठिन है। उनके समीप भिन्न क्रिस्टल संरचना भी है। वह चतुष्कोणीय हैं। जहां वाईबीसीओ ऑर्थोरोम्बिक है।

इन अतिचालक में समस्याएँ समान स्तरित संरचना वाले तीन या अधिक चरणों के अस्तित्व के कारण उत्पन्न होती हैं।

इसके अतिरिक्त अन्य परीक्षण किए गए कप्रेट अतिचालक की क्रिस्टल संरचना बहुत समान है। वाईबीसीओ की भांति इन अतिचालक में पेरोसाइट-प्रकार की विशेषता और साधारण कॉपर ऑक्साइड (CuO2) परतें भी उपस्तिथ होती हैं। चूंकि, वाईबीसीओ के विपरीत इन अतिचालक में क्यू-ओ चेन उपस्तिथ नहीं हैं। वाईबीसीओ अतिचालक में ऑर्थोरोम्बिक संरचना है। जबकि अन्य उच्च-$T$c अतिचालक में टेट्रागोनल संरचना होती है।

अतिचालकता कप्रेट के तीन मुख्य वर्ग हैं। बिस्मथ-आधारित, थैलियम-आधारित और मरकरी-आधारित होती है।

व्यावहारिक महत्व का दूसरा कप्रेट वर्तमान में बीएससीसीओ है। जो Bi-Sr-Ca-Cu-O का यौगिक है। बिस्मथ और स्ट्रोंटियम की सामग्री कुछ रासायनिक समस्याएं उत्पन्न करती है।

इसके तीन अतिचालकता चरण हैं। जो Bi2Sr2Can−1CunO4+2n+x (n=1, 2 और 3) के रूप में समरूप श्रृंखला बनाते हैं। यह तीन चरण हैं। Bi-2201, Bi-2212 और Bi-2223 जिनका संक्रमण तापमान क्रमशः 20, 85 और 110 K है। जहां क्रमांकन प्रणाली क्रमशः Bi Sr, Ca और Cu के लिए परमाणुओं की संख्या का प्रतिनिधित्व करती है। दो चरणों में चतुष्कोणीय संरचना होती है। जिसमें दो कतरनी क्रिस्टलोग्राफिक इकाई कोशिकाएँ होती हैं। इन चरणों की इकाई कोशिका में दोहरे द्वि-ओ सतह होते हैं। जो इस प्रकार से ढेर होते हैं। कि सतह का द्वि परमाणु अगले क्रमागत सतह के ऑक्सीजन परमाणु के नीचे बैठता है। Ca परमाणु Bi-2212 और Bi-2223 दोनों में CuO2 परतों के आंतरिक भाग में परत बनाता है। Bi-2201 चरण में कोई Ca परत नहीं है। कप्रेट सतहों की संख्या में तीन चरण दूसरे के साथ भिन्न होते हैं। Bi-2201, Bi-2212 और Bi-2223 चरणों में क्रमशः एक, दो और तीन CuO2 सतह हैं। कप्रेट सतहों की संख्या के साथ इन चरणों के सी अक्ष जाली स्थिरांक बढ़ते हैं। (नीचे दी गई तालिका देखें)। Cu परमाणु का समन्वय तीन चरणों में भिन्न होता है। Cu परमाणु 2201 चरण में ऑक्सीजन परमाणुओं के संबंध में ऑक्टाहेड्रल समन्वय बनाता है। जबकि 2212 में, Cu परमाणु पिरामिड व्यवस्था में पांच ऑक्सीजन परमाणुओं से घिरा होता है। 2223 संरचना में, ऑक्सीजन के संबंध में Cu के दो समन्वय हैं। Cu परमाणु चौकोर समतलीय विन्यास में चार ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ जुड़ा हुआ है और दूसरा Cu परमाणु पिरामिड व्यवस्था में पांच ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ समन्वित है।

Tl-Ba-Ca का कप्रेट Tl-आधारित अतिचालक की प्रथम श्रृंखला जिसमें Tl-O परत होती है। इसका सामान्य सूत्र TlBa2Can-1CunO2n+3 है। जबकि दो Tl-O परतों वाली दूसरी श्रृंखला का सूत्र है। Tl2Ba2Can-1CunO2n+4 n =1, 2 और 3 के साथ Tl2Ba2CuO6 (Tl-2201) की संरचना में, स्टैकिंग अनुक्रम (Tl-O) (Tl-O) (Ba-O) के साथ CuO2 परत है। ( Cu-O) (Ba-O) (Tl-O) (Tl-O)। Tl2Ba2CaCu2O8 (Tl-2212) में मध्य में Ca परत के साथ दो Cu–O परतें होती हैं। Tl2Ba2CuO6 संरचना के समान Tl–O परतें Ba-O परतों के बाहर उपस्थित होती हैं। Tl2Ba2Ca2Cu3O10 (Tl-2223) में, इनमें से प्रत्येक के मध्य Ca परतों को घेरने वाली तीन CuO2 परतें हैं। Tl-आधारित अतिचालक में CuO2 परतों में वृद्धि के साथ $T$c में वृद्धि पाई जाती है। चूंकि TlBa2Can-1CunO2n+3 में चार CuO2 परतों के बाद $T$c का मान घटता है और Tl2Ba2Can-1CunO2n+4 यौगिक में, यह तीन CuO2 परतों के पश्चात् घटता है।

Hg-Ba-Ca का कप्रेट HgBa2CuO4 (Hg-1201) HgBa2CaCu2O6 (Hg-1212) और HgBa2Ca2Cu3O8 (Hg-1223) की क्रिस्टल संरचना Tl-1201, Tl-1212 और Tl-1223 के समान है। Tl के स्थान पर Hg के साथ यह उल्लेखनीय है कि CuO2 परत वाले Hg यौगिक (Hg-1201) का $T$c थैलियम के CuO2 -परत यौगिक (Tl-1201) की तुलना में बहुत बड़ा है। Hg-आधारित अतिचालक में CuO2 परत बढ़ने पर $T$c भी बढ़ता हुआ पाया जाता है। Hg-1201, Hg-1212 और Hg-1223 के लिए $T$c के मान क्रमशः 94, 128, और परिवेशी दबाव पर रिकॉर्ड मान 134 K हैं। जैसा कि नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया है। यह अवलोकन कि Hg-1223 का $T$c उच्च दबाव में 153 K तक बढ़ जाता है। यह दर्शाता है कि इस यौगिक का $T$c यौगिक की संरचना के प्रति बहुत संवेदनशील है।

तैयारी और निर्माण
मिट्टी के पात्र अतिचालक तैयार करने की सबसे सरल विधि ठोस-अवस्था थर्मोकेमिकल प्रतिक्रिया है। जिसमें मिश्रण, पकाना और सिंटरिंग सम्मिलित है।

उपयुक्त मात्रा में अग्रदूत पाउडर, सामान्यतः ऑक्साइड और कार्बोनेट, बॉल मिल का उपयोग करके अच्छी प्रकार मिश्रित होते हैं। समांगी मिश्रण तैयार करने के लिए विलयन रसायन प्रक्रियाएं जैसे सहअवक्षेपण, फ्रीज-सुखाने और सोल-जेल विधियां वैकल्पिक विधि हैं। इन चूर्णों को अनेक घंटों के लिए 800–950 डिग्री सेल्सियस के तापमान में निस्तापन करते हैं। चूर्ण को ठंडा किया जाता है। फिर से पीसकर फिर से कैल्सीन किया जाता है। सजातीय सामग्री प्राप्त करने के लिए इस प्रक्रिया को अनेक बार दोहराया जाता है। पाउडर को बाद में छर्रों और सिंटेरेड के लिए संकुचित किया जाता है। सिंटरिंग वातावरण जैसे तापमान, एनीलिंग समय, वातावरण और शीतलन दर अच्छी उच्च-$T$c अतिचालक सामग्री प्राप्त करने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। YBa2Cu3O7−x यौगिक उपयुक्त परमाणु अनुपात में Y2O3, BaCO3 और CuO के सजातीय मिश्रण के कैल्सीनेशन और सिंटरिंग द्वारा तैयार किया जाता है। कैल्सीनेशन 900-950 डिग्री सेल्सियस पर किया जाता है। जबकि सिंटरिंग ऑक्सीजन वातावरण में 950 डिग्री सेल्सियस पर किया जाता है। अतिचालकता YBa2Cu3O7−x यौगिक प्राप्त करने के लिए इस सामग्री में ऑक्सीजन स्टोइकोमेट्री बहुत महत्वपूर्ण है। सिंटरिंग के समय, सेमीकंडक्टिंग टेट्रागोनल YBa2Cu3O6 यौगिक बनता है। जो ऑक्सीजन वातावरण में धीमी गति से ठंडा होने पर अतिचालक YBa2Cu3O7−x में परिवर्तित हो जाता है। YBa2Cu3O7−x में ऑक्सीजन का ग्रहण और हानि उत्क्रमणीय है। अतः पूर्ण प्रकार से ऑक्सीजन युक्त ऑर्थोरोम्बिक YBa2Cu3O7−x नमूने को 700 °C से ऊपर के तापमान पर वैक्यूम में गर्म करके चतुष्कोणीय YBa2Cu3O6 में परिवर्तित किया जा सकता है।

वाईबीसीओ की तैयारी की तुलना में Bi-, Tl- और Hg- आधारित उच्च-$T$c अतिचालक की तैयारी अधिक कठिन है। इन अतिचालक में समस्याएँ समान स्तरित संरचना वाले तीन या अधिक चरणों के अस्तित्व के कारण उत्पन्न होती हैं। इस प्रकार संश्लेषण के समय सिंटैक्टिक इंटरग्रोथ और दोष जैसे स्टैकिंग दोष उत्पन्न होते हैं और अतिचालकता चरण को भिन्न करना कठिनाई हो जाता है। Bi-Sr-Ca-Cu-O के लिए Bi-2212 ($T$c≈ 85 K) चरण तैयार करना अपेक्षाकृत सरल है। जबकि Bi-2223 ($T$c≈ 110 के) का एकल चरण तैयार करना बहुत कठिन है। Bi-2212 चरण 860–870 °C पर सिंटरिंग के कुछ घंटों के पश्चात् ही प्रकट होता है। किन्तु Bi-2223 चरण का बड़ा अंश 870 °C पर सप्ताह से अधिक के लंबे प्रतिक्रिया समय के पश्चात् बनता है। चूंकि Bi-Sr-Ca-Cu-O यौगिक में Pb का प्रतिस्थापन उच्च-$T$c चरण के विकास को बढ़ावा देने के लिए पाया गया है। अभी भी लंबे सिंटरिंग समय की आवश्यकता है।

जारी अनुसंधान
उच्च तापमान वाले अतिचालक में अतिचालकता कैसे उत्पन्न होती है। यह सवाल सैद्धांतिक संघनित पदार्थ भौतिकी की प्रमुख अनसुलझी समस्याओं में से है। तंत्र जो इन क्रिस्टलों में जोड़े बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों का कारण बनता है, ज्ञात नहीं है। गहन शोध और अनेक आशाजनक सुरागों के अतिरिक्त, स्पष्टीकरण अब तक वैज्ञानिकों के हाथ नहीं लगा है। इसका कारण यह है। कि विचाराधीन सामग्री सामान्यतः बहुत जटिल, बहु-स्तरित क्रिस्टल (उदाहरण के लिए, बिस्मथ स्ट्रोंटियम कैल्शियम कॉपर ऑक्साइड) हैं। जो सैद्धांतिक मॉडलिंग को कठिन बनाते हैं।

नमूनों की गुणवत्ता और विविधता में सुधार भी अधिक शोध को जन्म देता है। दोनों उपस्तिथ यौगिकों के भौतिक गुणों के उत्तम लक्षण वर्णन के उद्देश्य से और नई सामग्रियों को संश्लेषित करने के उद्देश्य से अधिकांशतः $T$c वृद्धि की आशा के साथ होता है। तकनीकी अनुसंधान आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाने के लिए पर्याप्त मात्रा में एचटीएस सामग्री बनाने पर केंद्रित है। और साथ ही अतिचालकता के तकनीकी अनुप्रयोगों के संबंध में उनके गुणों का अनुकूलन किया जा सकता है।

धात्विक हाइड्रोजन को कमरे के तापमान के अतिचालक के रूप में प्रस्तावित किया गया है। कुछ प्रायोगिक अवलोकनों ने मीस्नर प्रभाव की घटना का पता लगाया है

सैद्धांतिक मॉडल
उच्च तापमान या अपरंपरागत अतिचालकता के लिए दो प्रतिनिधि सिद्धांत रहे हैं।

सर्वप्रथम कमजोर युग्मन सिद्धांत से पता चलता है कि अपरंपरागत अतिचालकता डोप्ड प्रणाली में एंटीफेरोमैग्नेटिक स्पिन उतार-चढ़ाव से उभरती है। इस सिद्धांत के अनुसार, कप्रेट एचटीएस के पेयरिंग वेव फंक्शन में dx2-y2 समरूपता होनी चाहिए। इस प्रकार, यह निर्धारित किया जाता है कि युग्मन तरंग फ़ंक्शन में डी-वेव समरूपता है। स्पिन उतार-चढ़ाव तंत्र का परीक्षण करने के लिए आवश्यक है। यही है, यदि एचटीएस आदेश पैरामीटर (गिन्ज़बर्ग-लैंडौ सिद्धांत की प्रकार युग्मन तरंग फंक्शन) में डी-वेव समरूपता नहीं होती है। तब स्पिन उतार-चढ़ाव से संबंधित युग्मन तंत्र को खारिज किया जा सकता है। (लौह-आधारित अतिचालक के लिए इसी प्रकार के तर्क दिए जा सकते हैं। किन्तु भिन्न-भिन्न भौतिक गुण भिन्न युग्मन समरूपता की अनुमति देते हैं।) दूसरा, इंटरलेयर कपलिंग मॉडल था। जिसके अनुसार बीसीएस-प्रकार (एस-वेव समरूपता) अतिचालक से युक्त स्तरित संरचना थी। अतिचालक स्वयं अतिचालकता को बढ़ा सकते हैं। प्रत्येक परत के मध्य अतिरिक्त टनलिंग इंटरेक्शन प्रारंभ करके, इस मॉडल ने ऑर्डर पैरामीटर के अनिसोट्रोपिक समरूपता के साथ-साथ एचटीएस के उद्भव को सफलतापूर्वक समझाया जाता है। इस प्रकार, इस अनसुलझी समस्या को हल करने के लिए अनेक प्रयोग किए गए हैं। जैसे कि फोटोमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी, परमाणु चुंबकीय अनुनाद, विशिष्ट ताप क्षमता माप आदि। आज तक के परिणाम अस्पष्ट थे। कुछ रिपोर्टों ने एचटीएस के लिए डी समरूपता का समर्थन किया है। जबकि अन्य एस समरूपता का समर्थन किया है। यह मैला स्थिति संभवतः प्रायोगिक साक्ष्य की अप्रत्यक्ष प्रकृति के साथ-साथ प्रायोगिक विवादों जैसे नमूना गुणवत्ता, अशुद्धता बिखरने, जुड़वाँ, आदि से उत्पन्न हुई है।

यह सारांश अंतर्निहित धारणा बनाता है। अतिचालक गुणों का इलाज माध्य-क्षेत्र सिद्धांत द्वारा किया जा सकता है। यह भी उल्लेख करने में विफल रहता है कि अतिचालकता गैप के अतिरिक्त, दूसरा गैप स्यूडोगैप है। कप्रेट परतें इन्सुलेट कर रही हैं और अतिचालक को धात्विक बनाने के लिए इंटरलेयर अशुद्धियों से डोप किया जाता है। डोपेंट एकाग्रता को भिन्न करके अतिचालकता संक्रमण तापमान को अधिकतम किया जा सकता है। सबसे सरल उदाहरण La2CuO4 है। जिसमें बारी-बारी से CuO2 और LaO परतें होती हैं। जो शुद्ध होने पर इन्सुलेट होती हैं। जब 8% La को Sr द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। तब बाद वाला डोपेंट के रूप में कार्य करता है। CuO2 परतों में छिद्रों का योगदान देता है, और नमूना धातु बनाता है। Sr अशुद्धियाँ इंटरलेयर कपलिंग को सक्षम करते हुए इलेक्ट्रॉनिक ब्रिज के रूप में भी कार्य करती है। इस चित्र के आधार पर, कुछ सिद्धांतों का तर्क है कि कूपर जोड़े के साथ पारंपरिक अतिचालक के रूप में बुनियादी जोड़ी बातचीत अभी भी फोनन के साथ बातचीत है। जबकि अनडोप्ड सामग्री एंटीफेरोमैग्नेटिक होती है। यहां तक ​​कि कुछ प्रतिशत अशुद्धता वाले डोपेंट भी CuO2 सतह में छोटे स्यूडोगैप का परिचय देते हैं। जो कि फोनन के कारण भी होता है। बढ़ते आवेश वाहकों के साथ अंतर कम होता जाता है और जैसे-जैसे यह अतिचालक अंतराल के समीप आता है। उत्तरार्द्ध अपने अधिकतम तक पहुँच जाता है। उच्च संक्रमण तापमान का कारण तब वाहकों के परकोलेटिंग व्यवहार के कारण होने का तर्क दिया जाता है। वाहक ज़िग-ज़ैग परकोलेटिव पथों का अनुसरण करते हैं। मुख्य रूप से CuO2 सतह में धात्विक डोमेन में, जब तक आवेश घनत्व तरंग डोमेन दीवारों द्वारा अवरुद्ध नहीं किया जाता है। जहां वह आसन्न CuO2 तल के धात्विक डोमेन को पार करने के लिए अपमिश्रित पुलों का उपयोग करते है। संक्रमण तापमान मैक्सिमा तक पहुँच जाता है। जब मेजबान जाली में बंधन-झुकने वाली ताकतें कमजोर होती हैं। जो इंटरलेयर डोपेंट में मजबूत इलेक्ट्रॉन-फोनन इंटरैक्शन उत्पन्न करती हैं।

वाईबीसीओ में डी समरूपता
एचटीएस में ऑर्डर पैरामीटर की समरूपता का परीक्षण करने के लिए YBa2Cu3O7 (वाईबीसीओ) के तीन-ग्रेन रिंग के फ्लक्स परिमाणीकरण पर आधारित प्रयोग प्रस्तावित किया गया था। ऑर्डर पैरामीटर की समरूपता को जंक्शन इंटरफ़ेस पर सबसे अच्छी प्रकार से जांचा जा सकता है। जिससे कि कूपर जोड़े जोसेफसन जंक्शन या कमजोर लिंक के पार सुरंग बनाते हैं। यह उम्मीद की गई थी कि अर्ध-पूर्णांक प्रवाह अर्थात सहज चुंबकीयकरण केवल डी समरूपता अतिचालक के जंक्शन के लिए हो सकता है। किन्तु यदि एचटीएस ऑर्डर पैरामीटर की समरूपता निर्धारित करने के लिए जंक्शन प्रयोग सबसे मजबूत विधि है। परिणाम अस्पष्ट रहे हैं। जॉन आर. कीर्टले और सी.सी. सूई ने सोचा कि अस्पष्ट परिणाम एचटीएस के अंदर के दोषों से आए हैं। इसलिए उन्होंने ऐसा प्रयोग तैयार किया है। जहां स्वच्छ सीमा (कोई दोष नहीं) और गंदी सीमा (अधिकतम दोष) दोनों पर साथ विचार किया गया है। प्रयोग में, वाईबीसीओ में सहज चुंबकीयकरण स्पष्ट रूप से देखा गया था। जिसने वाईबीसीओ में ऑर्डर पैरामीटर के डी समरूपता का समर्थन किया था। चूंकि वाईबीसीओ ऑर्थोरोम्बिक है। अतः इसमें स्वाभाविक रूप से समरूपता का मिश्रण हो सकता है। इसलिए अपनी विधि को और उत्तम बनाकर उन्होंने पाया कि लगभग 3% के अंदर वाईबीसीओ में एस समरूपता का मिश्रण था। इसके अतिरिक्त उन्होंने पाया कि चतुष्कोणीय Tl2Ba2CuO6 में शुद्ध dx2-y2 ऑर्डर पैरामीटर समरूपता थी

स्पिन-उतार-चढ़ाव तंत्र
इन सभी वर्षों के अतिरिक्त, उच्च-$T$c अतिचालकता का तंत्र अभी भी अत्यधिक विवादास्पद है। अधिकांशतः ऐसी दृढ़ता से परस्पर क्रिया करने वाले इलेक्ट्रॉन प्रणालियों पर त्रुटिहीन सैद्धांतिक संगणनाओं की कमी के कारण होता है। चूंकि सबसे कठोर सैद्धांतिक गणनाएं जिनमें फेनोमेनोलॉजिकल और आरेखीय दृष्टिकोण सम्मिलित हैं। इन प्रणालियों के लिए युग्मन तंत्र के रूप में चुंबकीय उतार-चढ़ाव पर अभिसरण करते हैं। गुणात्मक व्याख्या इस प्रकार है।

अतिचालक में, इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को भिन्न-भिन्न इलेक्ट्रॉनों में हल नहीं किया जा सकता है। बल्कि इसके अतिरिक्त अनेक इलेक्ट्रॉनों के जोड़े होते हैं। जिन्हें कूपर जोड़े कहा जाता है। पारंपरिक अतिचालक में यह जोड़े तब बनते हैं। जब सामग्री के माध्यम से चलने वाला इलेक्ट्रॉन आसपास के क्रिस्टल जाली को विकृत करता है। जो परिवर्तन में और इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है और बाध्य जोड़ी बनाता है। इसे कभी-कभी "वाटर बेड" प्रभाव कहा जाता है। प्रत्येक कूपर जोड़ी को विस्थापित होने के लिए निश्चित न्यूनतम ऊर्जा की आवश्यकता होती है और यदि क्रिस्टल जाली में थर्मल उतार-चढ़ाव इस ऊर्जा से छोटा होता है। तबयह जोड़ी ऊर्जा को नष्ट किए बिना प्रवाहित हो सकती है। बिना प्रतिरोध के इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की यह क्षमता अतिचालकता की ओर ले जाती है।

उच्च-$T$c अतिचालक में तंत्र पारंपरिक अतिचालक के समान है। इसके अतिरिक्त कि इस स्थिति में फोनन वस्तुतः कोई भूमिका नहीं निभाते हैं और उनकी भूमिका स्पिन-घनत्व तरंगों द्वारा प्रतिस्थापित की जाती है। जिस प्रकार सभी ज्ञात पारंपरिक अतिचालक मजबूत फोनॉन प्रणाली हैं। अतः सभी ज्ञात उच्च-$T$c अतिचालक मजबूत स्पिन-घनत्व तरंग प्रणालियां हैं। उदाहरण के लिए, एंटीफेरोमैग्नेट के लिए चुंबकीय संक्रमण के आसपास के क्षेत्र में जब इलेक्ट्रॉन उच्च-$T$c अतिचालक में गति में चलता है। तब इसका स्पिन इसके चारों ओर स्पिन-घनत्व तरंग बनाता है। यह स्पिन-घनत्व तरंग परिवर्तन में समीप के इलेक्ट्रॉन को पहले इलेक्ट्रॉन द्वारा बनाए गए स्पिन डिप्रेशन (जल-स्तर प्रभाव) में गिरने का कारण बनती है। इसलिए, फिर से कूपर जोड़ी बनती है। जब प्रणाली का तापमान कम होता है। तब अधिक स्पिन घनत्व तरंगें और कूपर जोड़े बनते हैं। अंततः अतिचालकता की ओर अग्रसर होते हैं। ध्यान दीजिए कि उच्च-$T$c प्रणाली में जिससे कि यह प्रणालियों में कूलम्ब अंतःक्रिया के कारण चुंबकीय प्रणाली हैं। इलेक्ट्रॉनों के मध्य मजबूत कूलम्ब प्रतिकर्षण होता है। यह कूलम्ब प्रतिकर्षण कूपर जोड़े को ही जाली साइट पर बाँधने से रोकता है। परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी निकट-निकटतम जाली स्थलों पर होती है। यह तथाकथित डी-वेव पेयरिंग है, जहां पेयरिंग स्टेट के मूल में नोड (शून्य) होता है।

उदाहरण
उच्च-$T$c कप्रेट अतिचालक के उदाहरण में वाईबीसीओ और बीएससीसीओ सम्मिलित हैं। जो सबसे अधिक ज्ञात सामग्री हैं। जो तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से ऊपर अतिचालकता प्राप्त करते हैं।