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不規(guī)則內部構造有助于制造高溫超導體

發(fā)布時間:2010-08-20 作者: 來源: 瀏覽:305396

      據英國《新科學家》雜志網站8月11日報道,意大利科學家發(fā)現,不規(guī)則碎片形的內部構造可以提高超導體的超導臨界溫度,這種“無尺度網絡”結構與互聯(lián)網以及某些社交網絡的連接方式非常相似。
  超導體在磁懸浮列車、粒子加速器等諸多領域均有廣泛用途。目前大部分超導體只有在接近絕對零度(約零下273攝氏度)的溫度條件下才能展現其超導性能,只有一些含銅或者氧的特定化合物的超導臨界溫度可以達到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晶形式。摻雜了額外氧原子的鑭銅氧化物的超導溫度可以提高到16開氏度(約零下257攝氏度)至40開氏度(約零下233攝氏度),這是因為氧原子的加入使其內部產生了間隙。
  當研究小組利用X射線結晶學技術來分析這些間隙在鑭銅氧化物晶體中的排列方式時,他們發(fā)現了一種類似于不規(guī)則碎片形的構造,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?!斑@是一個完全出乎意料的結果?!北劝部颇嵴f。
  他們的分析還顯示,該超導體是一個“無尺度網絡”,這就意味著,用來描述互聯(lián)網和某些社交網絡的數學方法同樣適用于描述其內部結構。
  研究小組還發(fā)現,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”。量子相干性被認為是物質呈現其超導性的基礎,不過隨著溫度升高,量子相干性通常會被破壞。
  比安科尼認為,對超導體進行加工,增加其內部構造的不規(guī)則碎片形,便能提高它們的超導臨界溫度,從而更容易將其投入實際應用。 

 
 
 

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