2005年9月22日
美国能源部的研究人员布鲁克海文国家实验室已经发现了一种显著增加高温超导体(一种无电阻导电材料)所携带电流的方法。这是创造基于超导体的电力和电力传输设备的重要一步，如电力传输线、电动机和发电机。研究结果发表在2005年9月12日的《应用物理快报》网络版上。
“从理论上讲，超导材料可以传导大量的电流。欧洲杯足球竞彩但在实际设备中，某些因素往往会限制电流，”该论文的合著者、布鲁克海文材料科学家李强(音译)说。欧洲杯足球竞彩“我们研究了这些因素，发现其中一个，我们称之为‘基片粗糙度’，实际上可以显著增加载流容量。”
这里研究的超导材料由元素钇、钡、铜和氧组成。它被称为YBCO，是一种含有铜和氧的超导体，被称为“铜酸盐”。铜是“高温”超导体，因为它们的超导温度比传统超导体“高”得多(尽管仍然很冷)——例如，-300°F而不是-440°F。这种差异虽然不大，但足以使铜合金比那些必须保持低温的材料更适合实际应用。欧洲杯足球竞彩
在这些应用中，YBCO薄膜被沉积在“正常的”金属表面(“基板”)上，形成被称为涂层导体的组件。人们普遍认为降低涂层导体性能的一个因素是金属表面的粗糙度。
为了验证这一点，Li和他的同事们开始研究和测量基底的粗糙度如何影响YBCO的载流能力。
研究人员将YBCO层沉积在有两个不同区域的基片上:一个是粗糙的波纹区域，有纳米(十亿分之一米)大小的脊和沟槽，另一个是平滑区域。这种结构使得研究小组可以直接比较YBCO薄膜在两种表面类型上的行为。他们能够做到这一点，利用电传输测量技术，跟踪通过材料的超电流数量，以及“磁光”成像技术，一种通过跟踪其磁性行为来研究超导体的技术。
“我们的发现是惊人的，”该研究的第一作者叶祖欣(音译)说，他是李的导师。“纳米尺度的波纹表面没有限制电流，反而使YBCO薄膜携带的超级电流增加了30%以上。这表明，在纳米尺度上具有一定粗糙度的金属基底可能有助于提高高温超导体的性能。”
这项工作是布鲁克海文实验室材料科学部、物理部的凝聚态物理小组和实验室的功能纳米材料中心的科学家合作的结果。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球它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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