超導(dǎo)材料

    美國休斯頓大學(xué)官網(wǎng)近日發(fā)布公告稱，該校德克薩斯超導(dǎo)中心科學(xué)家發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》上的最新研究稱，他們能誘導(dǎo)非超導(dǎo)材料產(chǎn)生超導(dǎo)性，還可增強超導(dǎo)材料的超導(dǎo)性能，拓展其應(yīng)用范圍。

    該中心華裔科學(xué)家朱經(jīng)武和他的團隊利用界面組裝技術(shù)，誘導(dǎo)非超導(dǎo)材料鈣鐵砷復(fù)合物界面表現(xiàn)出超導(dǎo)性，提供了發(fā)現(xiàn)高溫超導(dǎo)體（即在更高溫度表現(xiàn)出超導(dǎo)性）的全新方法。上世紀(jì)70年代，科學(xué)家們首次提出“兩種不同材料交界處可誘導(dǎo)出超導(dǎo)性”的理論，但一直沒有獲得實驗證明。之前也有一些實驗試圖證明這一理論，但始終無法排除高壓和化學(xué)摻雜的干擾，而新研究驗證了這一有著30多年歷史的理論。朱經(jīng)武解釋道：“我們的研究非常清晰地證明，反鐵磁性層與金屬層之間的交界面能被誘導(dǎo)出超導(dǎo)性，從而把普通常見的非超導(dǎo)復(fù)合物轉(zhuǎn)變成超導(dǎo)體。”

    為了驗證這一概念，朱經(jīng)武團隊選擇了未經(jīng)化學(xué)摻雜的鈣鐵砷復(fù)合物，在常壓下先加熱到350攝氏度，再進行退火處理。退火是一種熱處理工藝，通常將材料加熱到一定溫度，保持足夠時間，再以適當(dāng)速度冷卻。在退火過程中，鈣鐵砷形成兩個不同的相層，退火時間越長，兩個相層融合交界得越多。雖然兩個相層都沒有表現(xiàn)出超導(dǎo)性，但他們在交界處探測到超導(dǎo)性。

    超導(dǎo)性應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，如可以利用超導(dǎo)材料提高發(fā)電效率，降低燃料用量；用途最廣的當(dāng)屬醫(yī)用核磁共振領(lǐng)域。但超導(dǎo)性往往需要制冷到絕對零度，從而提高了技術(shù)成本，阻礙了普及應(yīng)用。而新研究可以讓科學(xué)家開發(fā)出各種更便宜高效的超導(dǎo)材料，找到能在較高溫度表現(xiàn)出超導(dǎo)性的超導(dǎo)體。

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