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不规则内部构造有助于制造高温超导体
  作者:    日期:2010-08-16     信息来源:科技日报 【背景色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 】  【字体:
 
据英国《新科学家》杂志网站8月11日报道,意大利科学家发现,不规则碎片形的内部构造可以提高超导体的超导临界温度,这种“无尺度网络”结构与互联网以及某些社交网络的连接方式非常相似。
超导体在磁悬浮列车、粒子加速器等诸多领域均有广泛用途。目前大部分超导体只有在接近绝对零度(约零下273摄氏度)的温度条件下才能展现其超导性能,只有一些含铜或者氧的特定化合物的超导临界温度可以达到100开氏度(约零下173摄氏度)。
为了更好地了解这些化合物,意大利罗马大学的安东尼奥·比安科尼和同事一起研究了镧铜氧化物的不同结晶形式。掺杂了额外氧原子的镧铜氧化物的超导温度可以提高到16开氏度(约零下257摄氏度)至40开氏度(约零下233摄氏度),这是因为氧原子的加入使其内部产生了间隙。
研究小组利用X射线结晶学技术来分析这些间隙在镧铜氧化物晶体中的排列方式时,他们发现了一种类似于不规则碎片形的构造,不论是在厘米尺度还是在微米尺度观察,其排列模式都保持一致。“这是一个完全出乎意料的结果。”比安科尼说。
他们的分析还显示,该超导体是一个“无尺度网络”,这就意味着,用来描述互联网和某些社交网络的数学方法同样适用于描述其内部结构。
研究小组还发现,这种排列模式的长度越长,或者说其“不规则碎片形”越彻底,该晶体的超导临界温度就越高。比安科尼推测,正是氧原子造成的间隙在分布上的“无尺度”,帮助了晶体中的电子保持其“量子相干性”。量子相干性被认为是物质呈现其超导性的基础,不过随着温度升高,量子相干性通常会被破坏。
比安科尼认为,对超导体进行加工,增加其内部构造的不规则碎片形,便能提高它们的超导临界温度,从而更容易将其投入实际应用。

 

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http://www.stdaily.com/kjrb/content/2010-08/13/content_218568.htm