新技术无需高压可大大提高超导临界温度

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【大纪元2021年07月21日讯】(大纪元记者高文森编译报导)7月13日发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的一份研究介绍说,从石墨制造人造钻石的工艺获得灵感,发明了一种技术,可以让硒化铁在大大高于标准临界温度,且无高压的条件下也能维持超导体特性。

这个项目的负责人美国休士顿大学(University of Houston)的朱经武(Paul Chu Ching-wu)说:“我们借鉴了1955年发明的从石墨制造人造钻石的技术。在高温下向石墨施加高压后,石墨会变成钻石。在这之后,快速撤掉压力,钻石在没有压力的状态下仍然维持它的形态。”

超导体是在特定温度下,电阻为零的导体材料。这样的材料在生成强磁场、提升发电效率、储能等很多方面都有重要的用途。科学家不断在探索使用各种材料实现超导特性,可是它们都需要在很低的温度下才能实现。每种材料出现超导特性所需要达到的温度叫做临界温度。

作为条件交换,有的技术配合使用很高的压力,可以在一定程度上降低对低温的要求。也就是说,现在的各种超导材料,或者需要很高的压力,或者需要很低的温度,但是总的来看各种材料在实际应用上所需要的条件仍然十分苛刻。

朱经武带领的团队把石墨制造人造钻石的概念用于制造超导体材料,取得很好的效果。他们选择硒化铁作为实验对象,因为这种材料在常压状态下的临界温度不算太低。

“硒化铁是一种简单的、对低温要求不高的超导材料,在常压状态下、9开尔文的温度即可实现超导状态。”朱经武说。

“我们向材料施加压力后,其临界温度提升到40开尔文左右,几乎提升了四倍。之后我们试着把压力撤掉,看它能不能留住超导的状态。结果我们办到了。”

研究人员把这项发明称为灭压(pressure-quench)超导技术,能够在大大高于标准临界温度下实现超导。这对推动超导体在各个领域的实际应用迈出了一大步。◇#

责任编辑:叶紫微

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