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突破極限 中國高溫超導研究領跑世界
http://www.CRNTT.com   2019-10-14 17:22:32


  中評社北京10月14日電/剛剛過去的黃金周,中國科學技術大學超導研究團隊除了收看70周年慶典之外,每天依然到實驗室裡工作。

  “下一個可以用來劃分時代的材料,可能就是室溫超導體。”在中國科學技術大學教授吳濤眼裡,他們所從事的超導研究充滿魅力。“如果發現室溫超導體,我們出門可以坐上懸浮的超導車,甚至手機、手提電腦充一次電,就能用上好幾個月。”正是帶著這樣的夢想,中國科學技術大學超導研究團隊在這一領域裡已經堅守了20餘年。

  突破超導研究的禁區

  超導,是指某些材料在溫度降低到某一臨界溫度,或超導轉變溫度以下時,電阻突然消失的現象。在超導研究的歷史上,已經有10人獲得了5次諾貝爾獎,其科學重要性不言而喻。

  1911年,荷蘭科學家發現水銀在極低溫條件下的超導性,開辟了科學研究的新領域。1986年,德國科學家與瑞士科學家發現了臨界轉變溫度為35K的銅氧化物超導體。

  令科學家困擾的是,超導體的轉變溫度不能超過40K(約零下233攝氏度),這個溫度也被稱為麥克米蘭極限溫度。

  40K的極限溫度能否被突破?在兩名歐洲科學家發現以銅為關鍵超導元素的銅氧化物超導體後不久,包括中國科學家在內的研究團隊將銅氧化物超導體的臨界轉變溫度提高到液氮溫區以上,突破了麥克米蘭極限溫度,使其成為高溫超導體。

  “銅氧化物高溫超導體家族有兩個主要缺陷,作為金屬陶瓷材料加工工藝嚴苛,綜合成本高,影響廣泛應用。此外,銅基超導並沒有解決高溫超導電性機理豐富的物理內涵。”吳濤告訴科技日報記者,要揭開高溫超導的原理,廣泛應用,尋找到臨界溫度更高的超導體勢在必行。

  鐵基化合物由於其磁性因素,曾一度幾乎被國際物理學界斷言為探索高溫超導體的禁區。

  2008年3月,中科大陳仙輝研究組和中科院物理所王楠林研究組同時在鐵基中觀測到了43K和41K的超導轉變溫度,突破了麥克米蘭極限,證明了鐵基超導體是高溫超導體。緊接著,中國科學家團隊不僅率先使轉變溫度突破了50K,並發現了一系列50K以上的超導體,也創造了55K的鐵基超導體轉變溫度紀錄,被國際物理學界公認為第二個高溫超導家族。

  尋找更高轉變溫度的超導材料
 


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