新理论解释高温超导体的磁性机制

来源:盖世汽车时间:2022-12-06 09:45:03


【资料图】

在所有用电情况下,如夜间照明、为汽车提供动力等,几乎都会以热量形式损失一定的电能(即电阻)。低电阻材料更容易导电,电阻较高的材料则导电性能较差。

(图片来源:加州理工学院)

几乎所有的导体都具有电阻,但也有一些材料没有任何电阻,也就是所谓的超导体。这种材料具有独特的性能,可用于磁共振成像(MRI)和悬浮列车等。然而,大多数超导体只有在非常低的温度下,才具有超导性能。即使是所谓的高温超导体,也需要通过液氮冷却至零下200℃才能工作。

因为需要进行强冷却,超导体的使用变得很复杂。因此,研究人员一直在寻找可在室温下工作的超导体。目前,在常压下铜酸盐高温超导体(既含有铜原子又含有氧原子的化合物)的工作温度最接近,表现最好的铜酸盐能够在零下140℃的温度下进行超导。

实际上,这也是很低的温度。因此,要使铜酸盐真正变成室温超导体,还有很长的路。另外,由于铜酸盐超导体的工作原理尚不明了,其进一步发展受到阻碍。

据外媒报道,现在,加州理工学院(Caltech)的研究人员开发了一种理论,可以解释铜酸盐超导体的磁性。铜酸盐超导体材料表现出层效应,即当更多的铜和氧原子构成层聚集在一起,其磁性和超导性得到提高。

铜酸盐超导体的磁层效应,随着铜、氧原子及周围原子之间的电子波动而增强。研究人员Zhihao Cui表示:“这是了解超导层效应的第一步,也从更广泛的意义上了解控制超导体超导温度的因素。”

关键词: 加州理工学院 超导磁性 高温超导体

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