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超导体关键在于磁性?美科学家努力找证据

上网日期: 2010年02月23日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:量子? 电子迁移? 阻抗?

美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的研究人员正试图找出证据,以确定是否无论是哪一种材料,高温超导现象(high-temperature superconductivity)的运作原理都是来自相同的机制;如果以上假设属实就可进一步推断,磁自旋(magnetic spin)激发的电子耦合可能是引起超导现象的关键。

主持该研究的橡树岭实验室科学家Mark Lumsden表示:“磁交互作用提供了让电子结合的附着力,那些成对的电子是引起超导现象之宏观量子态(macroscopic quantum state)的关键成分。”高温超导现象能创造超快速的电子组件,主要是当材料的阻抗被降低到趋近于零,内部的电子就能快速迁移。

包括磁浮列车、被称为超导量子干涉组件(superconducting quantum interference device)的超灵敏传感器,以及核磁共振造影(nuclear magnetic resonance imaging),都是利用超导体的科技。不过超导体组件必须以超低温冷却,因此以高阶应用为主;但如果室温超导体技术能够有所进展,那么无阻抗、电子迁移速度更快的新一代电子组件就有机会问世。

去年有日本的研究人员发现一种以铁为基础的高温超导体材料,其他高温超导体则是以铜为基础;橡树岭实验室的研究人员接下来将确定在铁超导体中,其超导现象的关键是否也来自磁作用,或是其中另有别的机制。而研究人员认为,如果磁性确实是铜高温超导体的运作关键,那么铁超导体的原理应该也是如此。

目前橡树岭实验室的研究人员,正利用散裂中子源(Spallation Neutron Source)以及高通率同位素反应器(High Flux Isotope Reactor),以强烈的中子束来撷取超导铁、碲(tellurium)与硒(selenium)等材料的单结晶影像。此外,他们也观察到了一些被认为是铜超导体关键成分之铜氧化物(cuprate)的自旋激发现象。

(参考原文:Magnetism seen as key to superconductivity,by R. Colin Johnson)

本文授权编译自EETimes,版权所有,谢绝转载







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