2005年5月27日
由美国能源部的科学家领导的一个合作项目布鲁克海文国家实验室揭示了一种新的机制，解释了为什么在高温超导体中加入钙可以增加其载流能力。这一发现驳斥了目前的解释，并为具有更好电流增强能力的类似添加剂打开了大门。这项研究发表在2005年5月26日的《自然》杂志上。
理论上，高温超导体可以无电阻导电。但最实用、最便宜的高温超导材料——那些适用于电子设备和电线等应用的材料——是由许多微小的晶体颗粒制成的。欧洲杯足球竞彩颗粒之间的边界就像载流子的屏障，阻碍了电流的流动。
这里研究的超导材料就是这样。YBCO是由钇、钡、铜和氧组成的。科学家们之前已经发现，在YBCO中两个晶粒的边界处加入钙可以改善电流流动，似乎是因为钙改变了边界处的电荷结构。令人惊讶的是，这项最新的研究表明，钙原子在边界的位置与之前的假设不同，也就是说，是添加钙后的YBCO的化学结构导致了导电性的改善。
“在YBCO晶界，钙原子取代了一些钡原子和铜原子，”布鲁克海文的物理学家罗伯特·克利说，他是这篇论文的主要作者。在原子紧密排列的地方，一个钙原子取代了一个更大的钡原子，缓解了压力。相反，在松散堆积的区域，钙取代了更小的铜原子，使附近的应变区域松弛。”
这些取代调节了原子边界的结构，为载流子从一个颗粒到另一个颗粒提供了额外的“通道”。“这一发现令人惊讶，因为我们认为只有钙可以提高YBCO的晶界电导率，但我们的发现意味着，同样大小的元素可能同样或更有效，”Klie说。
克利和布鲁克海文的科学家朱一梅(论文的合著者之一)在橡树岭国家实验室使用扫描透射电子显微镜发现了这一发现。显微镜是一种强大的成像设备，它使用高能电子束在非常小的尺度上检查物体。YBCO的图像首次揭示了原子水平上的边界组成，使研究人员能够逐个原子地识别加入钙后材料的化学组成。
作为这项正在进行的合作研究的一部分，YBCO样品是在德国Göttingen大学制作的，它的电子特性之前是在布鲁克海文由朱的小组测量的。来自范德比尔特大学、加州大学戴维斯分校和东京大学的研究人员也参与了这项合作。
这项研究得到了美国能源部科学办公室下属的基础能源科学办公室的支持。欧洲杯线上买球
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