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升级拖拉机:中国高温超导研究领跑世界 把“命门”掌握在自己手中

时间:2019/10/14 19:25:03  作者:  来源:  浏览:0  评论:0
内容摘要:  “下一个可以用来划分时代的材料,可能就是室温超导体。”在中国科学技术大学教授吴涛眼里,他们所从事的超导研究充满魅力。“如果发现室温超导体,我们出门可以坐上悬浮的超导车,甚至手机、手提电脑充一次电,就能用上好几个月。”正是带着这样的梦想,中国科学技术大学超导研究团队在这一领域里...
     “下一个可以用来划分时代的材料,可能就是室温超导体。”在中国科学技术大学教授吴涛眼里,他们所从事的超导研究充满魅力。“如果发现室温超导体,我们出门可以坐上悬浮的超导车,甚至手机、手提电脑充一次电,就能用上好几个月。”正是带着这样的梦想,中国科学技术大学超导研究团队在这一领域里已经坚守了20余年。
  突破超导研究的禁区
  超导,是指某些材料在温度降低到某一临界温度,或超导转变温度以下时,电阻突然消失的现象。在超导研究的历史上,已经有10人获得了5次诺贝尔奖,其科学重要性不言而喻。
  1911年,荷兰科学家发现水银在极低温条件下的超导性,开辟了科学研究的新领域。1986年,德国科学家与瑞士科学家发现了临界转变温度为35K的铜氧化物超导体。
  令科学家困扰的是,超导体的转变温度不能超过40K(约零下233摄氏度),这个温度也被称为麦克米兰极限温度。
  40K的极限温度能否被突破?在两名欧洲科学家发现以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体后不久,包括中国科学家在内的研究团队将铜氧化物超导体的临界转变温度提高到液氮温区以上,突破了麦克米兰极限温度,使其成为高温超导体。
  “铜氧化物高温超导体家族有两个主要缺陷,作为金属陶瓷材料加工工艺严苛,综合成本高,影响广泛应用。此外,铜基超导并没有解决高温超导电性机理丰富的物理内涵。”吴涛告诉科技日报记者,要揭开高温超导的原理,广泛应用,寻找到临界温度更高的超导体势在必行。
  铁基化合物由于其磁性因素,曾一度几乎被国际物理学界断言为探索高温超导体的禁区。
  2008年3月,中科大陈仙辉研究组和中科院物理所王楠林研究组同时在铁基中观测到了43K和41K的超导转变温度,突破了麦克米兰极限,证明了铁基超导体是高温超导体。紧接着,中国科学家团队不仅率先使转变温度突破了50K,并发现了一系列50K以上的超导体,也创造了55K的铁基超导体转变温度纪录,被国际物理学界公认为第二个高温超导家族。

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