2008年12月1
科学家在研究材料,似乎失去能力携带电流没有电阻说新的测量表明,材料确实是一个超导体——但只有在两个维度。同样令人吃惊的是,这种新形式的二维超导出现在更高的温度比普通三维超导在其他成分相同的材料。
条纹氧化铜飞机订单涉及到两个电荷密度的调制(蓝色),与x射线衍射检测,和安排的调制磁偶极矩(自旋方向)对铜原子(红色箭头),检测到中子衍射。
在部分进行的研究在美国能源部(DOE)布鲁克海文国家实验室将出现在2008年11月的《物理评论B,,现在网上。“我们的基础研究的目标是理解为什么和如何将这些材料作为超导体,”约翰Tranquada布鲁克海文国家实验室的物理学家说,欧洲杯足球竞彩他领导了这项研究。“最终的实际目标是使用,了解开发改进散装超导体——那些操作温度温暖足以让它们用于实际应用,如高效电线。”
超导背后的基本想法是,电子,这通常互相排斥的,因为他们有同种电荷,配对携带电流没有抵抗。传统的金属在接近绝对零度的温度下超导体这样做(0 k或-273摄氏度),需要昂贵的冷却系统。最近,科学家们发现在高温超导材料过渡,引发未来希望室温设备。欧洲杯足球竞彩
Tranquada和他的同事们一直在研究一个分层材料制成的镧、钡、铜、和氧(LBCO)钡铜原子的比例是1到8。在一系列成分较低和较高水平的钡,LBCO作为高温超导体,最高工作温度为32 K。但在神秘1:8比率,超导的转变温度设置在下降到绝对零度。
这种材料展示另一个有趣的性质:一个不同寻常的电荷和磁模式称为“条纹”,长期以来,许多理论家假定与超导不兼容。“超导体,你需要指控成对同步移动和携带电流没有抵抗。另一方面,“条纹”的顺序显示的指控是局部相对固定的立场,”Tranquada解释道。所以交替的条纹的磁性和电荷的存在——这是最明显的成分1:8钡比铜——似乎完全符合LBCO的超导恰恰在这一点上“消失”。
但布鲁克海文早些时候的研究表明,其它的条纹确实存在,超导铜氧化物的方式更多的液体,因此难以检测。(参见:新闻发布新闻稿1和2]现在,最新的测量表明,同样难以探测的超导发生在LBCO 1:8组成。
一个关键的测量,由布鲁克海文国家实验室的物理学家强,是电阻的平行于层状材料的飞机也垂直于他们。李在一个特定的温度,发现阻力大幅下降当电流流动平行于层,而不是垂直于流动的时候。同时,布鲁克海文国家实验室的物理学家马库斯·哈克,连同羌族,测量的弱反磁性,“影响磁场的推出的样本。
“这是一个关键的超导体的性质——迈斯纳效应,“Tranquada说。像电阻下降,迈斯纳效应发生在只有两个维度,在飞机。“这些结果结合其他多种测量,我们现在认为这是一种微妙的超导局限在二维平面的铜氧化物在LBCO 1:8,“Tranquada说。“出于某种原因,”他继续说道,“材料无法连贯地夫妻超导之间的飞机。就好像你在摩天大楼的电梯不工作,没有楼梯。
你可以移动在同一个楼但是你不能从一个地板。是这样的电子对这种材料;他们不能从一层到另一个。”科学家们尤其吸引了这种新形式的二维超导因为它集在更高温度下(40 K)比的三维超导发生在其他形式的LBCO。“最终的实际目标是找到或创建超导体可以在室温下操作,因此不再需要昂贵的冷却系统。所以研究旨在了解特性,提高超导是一个重要的一步设计工作在高温超导体,”Tranquada说。