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科學(xué)家實(shí)現(xiàn)短時(shí)室溫超導(dǎo) 已有1人參與
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來源 新材料在線 超導(dǎo)體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應(yīng)。導(dǎo)體沒有了電阻，電流流經(jīng)超導(dǎo)體時(shí)就不發(fā)生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導(dǎo)線中形成強(qiáng)大的電流，從而產(chǎn)生超強(qiáng)磁場(chǎng)。超導(dǎo)體已在一些專業(yè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，例如作為粒子加速器。然而，這些材料必須冷卻至極低的溫度下才有超導(dǎo)的特性。 最近，一個(gè)由德國(guó)馬克斯•普朗克物質(zhì)結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)研究所領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組經(jīng)過一年的實(shí)驗(yàn)，借助短紅外激光脈沖在一種陶瓷材料上成功實(shí)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)——雖然只有百萬分之幾微秒。這一發(fā)現(xiàn)有助于開發(fā)新型高溫超導(dǎo)材料，并發(fā)現(xiàn)這些材料的新用途。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《自然》雜志上。 馬克斯•普朗克研究員安德烈•卡弗拉里帶領(lǐng)的研究小組發(fā)現(xiàn)，用紅外激光脈沖照射一種叫做釔鋇銅氧化物（YBCO）的晶體時(shí)，激光明顯改變了晶體中各雙層間的耦合，但其確切機(jī)制還不清楚�！拔覀兿蚓w發(fā)射紅外脈沖，激發(fā)了特定的原子振蕩�！闭撐牡谝蛔髡�、馬克斯•普朗克物理學(xué)家羅曼•曼考斯基說，“隨后，我們很快用短X射線脈沖檢測(cè)了受激晶體的精確結(jié)構(gòu)�！苯Y(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅外脈沖不僅激發(fā)了原子振蕩，而且改變了它們?cè)诰w中的位置。這種短暫的沖擊讓二氧化銅雙層變得更厚——變厚了2皮米，一個(gè)原子直徑的百分之一，而雙層間的厚層變薄了同樣數(shù)量。這提高了雙層間的量子耦合能力，使晶體能在室溫下出現(xiàn)幾皮秒的超導(dǎo)。 超導(dǎo)材料的零電阻特性可以用來輸電和制造大型磁體。超高壓輸電會(huì)有很大的損耗，而利用超導(dǎo)體則可最大限度地降低損耗，但由于臨界溫度較高的超導(dǎo)體還未進(jìn)入實(shí)用階段，從而限制了超導(dǎo)輸電的采用。直到目前，材料超導(dǎo)特性還必須用液氮或液氦制冷到極低溫度來保持。安德烈•卡弗拉里等人的研究給室溫超導(dǎo)帶來了一線曙光。如能省掉復(fù)雜的制冷程序，將是這項(xiàng)技術(shù)的重大突破。 |
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2樓2014-12-10 10:36:14
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