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英国剑桥大学科学家破解“室温超导之谜”

据每日科学网站报道,经过20多年的努力,来自英国剑桥大学的科学家们发现了揭开室温超导之谜的关键。
 
据科学家称,“室温超导技术”是困扰新材料和基础科学的一个非常关键的问题。二十多年来研究人员一直在坚持不懈地试图解开“室温超导”之谜,但是由于在关键问题上无法突破,一直以来在室温下实现电流零损耗(无电阻)的研究一直处在无法前进的阶段。
 
但是就目前的情况来看,室温超导材料有着巨大的市场利用价值,这种材料可用于磁悬浮高速列车、高效的核磁共振摄影、无损耗的发电机、变压器和输电线、功能强大的超级计算机等等。
 
在此之前,氧化铜材料在超冷的温度下(例如液氮的温度)显示超导性一直就是科学界的迷题。在科学家的眼中,能在较高温度下变为超导体的材料就更少了。但是英国剑桥大学的研究人员发现,在室温下一种陶瓷绝缘体竟然可以显示超导的性能。
 
据科研人员称,在室温下,他们在这种陶瓷绝缘体里加入了可以改变电子结构和特性的物质,在电的作用下,可以使陶瓷绝缘体成为电磁导体。当科学家把载流子通入磁绝缘体时,它们便神秘地开始显示超导性。于是,研究人员通过比对氧化铜超导体的电子结构和陶瓷绝缘体的电子结构,发现了“空穴载流子”在其中扮演的重要角色。
 
在氧化铜超导体的电子结构中,科研人员就发现“空穴载流子”产生的电荷,可以改变氧化铜的电子特性和结构,在温度极低的情况下,“空穴载流子”在氧化铜的表面形成一个薄膜,薄膜阻止了电流的损耗,而这个薄膜就成为超导体特别重要的地方。在陶瓷绝缘体中,科学家也发现了“空穴载流子”的作用。但是由于陶瓷绝缘体必须在加入特殊物质的情况下才能实现超导体的功能,英国科学家们在发表的论文中也提出:在室温下制造出超导体的道路还很遥远。但是,英国科学家总算破解了“室温超导”的谜团,研究团队负责人表示,在破解谜团后,他们将继续研究其他性质的材料,尽快将室温超导技术利用到新材料开发上。

作者:尚力
来源:搜狐科学





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