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不規(guī)則內(nèi)部構(gòu)造有助于制造高溫超導(dǎo)體

發(fā)布時(shí)間:2010-08-20 作者: 來源: 瀏覽:305341

      據(jù)英國《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站8月11日報(bào)道,意大利科學(xué)家發(fā)現(xiàn),不規(guī)則碎片形的內(nèi)部構(gòu)造可以提高超導(dǎo)體的超導(dǎo)臨界溫度,這種“無尺度網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu)與互聯(lián)網(wǎng)以及某些社交網(wǎng)絡(luò)的連接方式非常相似。
  超導(dǎo)體在磁懸浮列車、粒子加速器等諸多領(lǐng)域均有廣泛用途。目前大部分超導(dǎo)體只有在接近絕對(duì)零度(約零下273攝氏度)的溫度條件下才能展現(xiàn)其超導(dǎo)性能,只有一些含銅或者氧的特定化合物的超導(dǎo)臨界溫度可以達(dá)到100開氏度(約零下173攝氏度)。
  為了更好地了解這些化合物,意大利羅馬大學(xué)的安東尼奧?比安科尼和同事一起研究了鑭銅氧化物的不同結(jié)晶形式。摻雜了額外氧原子的鑭銅氧化物的超導(dǎo)溫度可以提高到16開氏度(約零下257攝氏度)至40開氏度(約零下233攝氏度),這是因?yàn)檠踉拥募尤胧蛊鋬?nèi)部產(chǎn)生了間隙。
  當(dāng)研究小組利用X射線結(jié)晶學(xué)技術(shù)來分析這些間隙在鑭銅氧化物晶體中的排列方式時(shí),他們發(fā)現(xiàn)了一種類似于不規(guī)則碎片形的構(gòu)造,不論是在厘米尺度還是在微米尺度觀察,其排列模式都保持一致。“這是一個(gè)完全出乎意料的結(jié)果?!北劝部颇嵴f。
  他們的分析還顯示,該超導(dǎo)體是一個(gè)“無尺度網(wǎng)絡(luò)”,這就意味著,用來描述互聯(lián)網(wǎng)和某些社交網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)方法同樣適用于描述其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
  研究小組還發(fā)現(xiàn),這種排列模式的長度越長,或者說其“不規(guī)則碎片形”越徹底,該晶體的超導(dǎo)臨界溫度就越高。比安科尼推測,正是氧原子造成的間隙在分布上的“無尺度”,幫助了晶體中的電子保持其“量子相干性”。量子相干性被認(rèn)為是物質(zhì)呈現(xiàn)其超導(dǎo)性的基礎(chǔ),不過隨著溫度升高,量子相干性通常會(huì)被破壞。
  比安科尼認(rèn)為,對(duì)超導(dǎo)體進(jìn)行加工,增加其內(nèi)部構(gòu)造的不規(guī)則碎片形,便能提高它們的超導(dǎo)臨界溫度,從而更容易將其投入實(shí)際應(yīng)用。 

 
 
 

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