dt_time 2008-7-12 03:55 AM
劍橋科學家成功破解“室溫超導之謎”
令人意想不到的是在極高溫下顯示超導性的材料居然是陶瓷絕緣體，在摻雜前它起磁體的作用。一旦摻雜載流子進入到磁絕緣體載體。
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磁力出現在渦流中心時，超導性被部分破壞。（提供者： 國家強磁場實驗室）
據每日科學網站報道，英國劍橋大學科學家們找到了揭開室溫超導之謎的關鍵方法。
二十多年來物理研究人員一直在堅持不懈地探求室溫超導之謎。在室溫下，傳輸電流零損耗（無電阻）的材料有著巨大的應用市場；這種材料可用於磁懸浮高速列車、高效的核磁共振攝影、無損耗的發電機、變壓器和輸電線、功能強大的超級計算機等等。遺憾的是，科學家們一直無法破解氧化銅材料在非常冷的溫度下（例如液氮的溫度）是如何顯示超導性的，能在較高溫度下變爲超導體的材料很少。
令人意想不到的是在極高溫下顯示超導性的材料居然是陶瓷絕緣體，在摻雜（將雜質添加到半導體中以便改變電子特性的方法）前它起磁體的作用。一旦摻雜載流子（空穴或電子）進入到磁絕緣體載體，它們便神秘地開始顯示超導性，即，摻雜載流子形成了攜帶無損耗電流的對（pairs）。
無法傳輸電流的磁體是如何轉變成導電性能極好的超導體呢？這是該領域研究人員們多年來希望揭開的一個謎，英國劍橋研究小組在這個問題上邁出了重要的一步。研究人員現在能通過試驗探針穿過超導罩，探測超導體裏的電子結構，他們的這一舉措意義重大，對於了解把空穴綁定在一起的黏附力以及什麽原因使物體變成超導體來說是特別重要的。
這篇論文的第一作者塞巴斯蒂安博士評論說，“在過去，系統一旦變成超導體就很難從微觀層面接近。超導性給系統加了一層罩，使得試驗探針很難在裏面工作。我們現在能在強磁場超導層面上打開一個洞，這個洞稱爲渦流，在該區域超導性被破壞，我們就可以通過這個洞探測下面的電子結構。我們在高溫超導中首次發現了在電子結構中參雜空穴載流子聚合體的‘小袋’及其位置，這樣我們的試驗就向前邁進了一大步，搞清了超導對流子在空穴小袋外面的形態。”爲了準確判斷這些超導體中參雜空穴聚合體的電子結構的位置，研究人員必須對下面兩個方面作進一步探究，一、用導引探針探測孔穴小袋的位置和大小，這是判斷這些粒子如何黏附到超導體的重要一步。二、磁力與超導之間的相互影響。
科學家們表示，目前還有一些深層次問題亟待解決和探索，磁力出現在渦流中心時，超導性就消失了嗎？或者他們是以某種更複雜的機制相互補償？試驗表明，這兩種迥異的物理現象共存是有可能的，當材料的一部分變爲超導體時，非超導渦流核心可能表現出一致的、可展現的聚合磁力。
