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不規則內部構造有助于制造高溫超導體
  作者:    日期:2010-08-16     信息來源:科技日報 【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:
 
據英國《新科學家》雜志網站8月11日報道,意大利科學家發現,不規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)。
爲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镧銅氧化物的不同結晶形式。摻雜了額外氧原子的镧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),這是因爲氧原子的加入使其內部産生了間隙。
研究小組利用X射線結晶學技術來分析這些間隙在镧銅氧化物晶體中的排列方式時,他們發現了一種類似于不規則碎片形的構造,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。“這是一個完全出乎意料的結果。”比安科尼說。
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。
研究小組還發現,這種排列模式的長度越長,或者說其“不規則碎片形”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“量子相幹性”。量子相幹性被認爲是物質呈現其超導性的基礎,不過隨著溫度升高,量子相幹性通常會被破壞。
比安科尼認爲,對超導體進行加工,增加其內部構造的不規則碎片形,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。

 

本篇文章来源于 科技网|www.stdaily.com
原文鏈接:
http://www.stdaily.com/kjrb/content/2010-08/13/content_218568.htm