原来是氢,让它失去了超导性,终于找到了“氧化镍”超导体原因

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资讯发布 发表于 2020-6-30 21:28:22 | 显示全部楼层 |阅读模式

客岁八月,斯坦福大学公布了一个高温超导的新期间:镍期间(如下截图“博科园”客岁国内率先报道解析);研究发现,在一类特殊的质料,即所谓的镍酸盐中,存在着很有远景的超导体,这种超导体即使在高温下也可以在没有任何电阻的情况下传导电流。然而,很快就变得显着的是,斯坦福大学这些最初令人叹为观止的效果,无法被其他研究小组复制重现。

原来是氢,让它失去了超导性,终于找到了“氧化镍”超导体缘故原由

维也纳技能大学如今已经找到了缘故原由:在一些镍酸盐中,物质布局中参加了额外的氢原子。这完全改变了质料的电学性能,在生产新的超导体时,如今必须考虑这种影响。有些质料只有在接近绝对零度附近温度时才是超导体,如许的超导体不适当技能应用。因此,几十年来,科学家不停在探求即使在更高的温度下也保持超导的质料。20世纪80年代,“高温超导体”被发现。

“氢”君侧

然而,这里所说的“高温”仍然很冷:即使是高温超导体,也必须颠末强力冷却才能得到其超导性能。因此,在更高温度下探求新超导体的工作仍在继续。恒久以来,科学家特别关注所谓的铜酸盐,也就是含铜的化合物,这就是为什么我们也谈到了铜期间。维也纳技能大学固态物理研究所的卡斯滕·霍尔德教授解释道:有了这些铜酸盐,尽管今天高温超导理论仍有许多悬而未决的问题,但还是取得了一些重要的希望。

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但如今已经有一段时间了,其他的大概性也在考虑之中,以含铁超导体为基础的所谓“铁期间”已经存在。2019年炎天,来自斯坦福大学的哈罗德·黄研究小组乐成展示了镍酸盐的高温超导电性:根据盘算,在10年前就已经提出了镍酸盐作为超导体的理论设想,但它们与如今发现的有些差别。它们与铜酸盐有关,但含有镍原子,而不是铜原子。

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然而,在履历了一些最初的热情之后,近几个月来已经变得显着的是,镍酸盐超导体生产比最初想象的要困难过多。其他研究小组陈诉表明:他们的镍化合物没有超导特性,这个显着的矛盾如今得到了澄清。维也纳技能大学梁思说:我们在超级盘算机的资助下分析了镍酸盐,发现它们非常容易担当质料中的氢,在某些镍酸盐的合成中,可以参加氢原子,这完全改变了质料的电子性子。

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然而,并不是所有的镍酸盐都会发生这种情况,盘算表明,对于大多数镍酸盐来说,参加氢在能量上更有利,但对斯坦福大学的镍酸盐来说就不是如许了。即使是合成条件上的微小变化也能起到作用。来自新加坡国立大学阿里安多·阿里安多周围的小组陈诉表现:他们也乐成地生产出了超导镍酸盐,因其让生产过程中开释的氢气立即逸出。

用超级盘算机盘算临界温度

在维也纳技能大学,正在开发新的盘算机盘算方法,并用于理解和预测镍酸盐的性子。由于大量的量子物理粒子总是同时在这里发挥作用,盘算非常复杂,但通过联合差别的方法,如今乃至可以估计各种质料超导到的临界温度。如许可靠的盘算从前是不大概的。特别是,维也纳技能大学的团队,能够盘算出镍盐超导所允许的锶浓度范围,这一预测如今已经在实验中得到证明。

原来是氢,让它失去了超导性,终于找到了“氧化镍”超导体缘故原由

高温超导是一个极其复杂和困难的研究领域,新的镍酸盐超导体,加上对理论的理解和盘算机盘算的预测本领,为固体物理的伟大梦想开辟了一个全新视角:一种在常温室温下工作的超导体,因此无需任何冷却。

博科园|研究/来自:维也纳技能大学

参考期刊《物理品评快报》

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来源:https://www.toutiao.com/a6821124580409606664/
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