美國能源部SLAC國家加速器實驗室和斯坦福大學科學家已經制造出：第一種顯示出明顯超導跡象的氧化鎳材料，超導即無損耗地傳輸電流的能力。這也被稱為鎳酸鹽，是一個潛在非常規超導體家族中的第一個，它與氧化銅或銅酸鹽非常相似，給1986年的發現帶來了希望，即超導體有朝一日可以在接近室溫的條件下運行，並使電子設備、電力傳輸和其他技術發生革命性變化。
美國能源部SLAC國家加速器實驗室和斯坦福大學科學家已經制造出：第一種顯示出明顯超導跡象的氧化鎳材料，超導即無損耗地傳輸電流的能力。這也被稱為鎳酸鹽，是一個潛在非常規超導體家族中的第一個，它與氧化銅或銅酸鹽非常相似，給1986年的發現帶來了希望，即超導體有朝一日可以在接近室溫的條件下運行，並使電子設備、電力傳輸和其他技術發生革命性變化。
這些相似之處讓科學家們懷疑鎳鹽是否也可以在相對較高的溫度下擁有超導能力。與此同時，這種新材料似乎在根本上不同於銅酸鹽，例如它可能不包含所有超導銅酸鹽都具有的一種磁性，這可能會顛覆關於這些非常規超導體如何工作的領先理論。經過三十多年的研究，還沒有人能確定這一點。該實驗由SLAC斯坦福大學材料與能源科學研究所的博士後研究員李丹峰（音譯）領導，其研究成果發表在《自然》期刊上。
艱難的研究
不列顛哥倫比亞大學物理化學教授喬治·薩瓦茨基表示：這是一個非常重要的發現，需要我們重新思考這些材料中電子結構的細節和可能的超導機制。這將促使很多人投入到研究這類新材料中來，各種實驗和理論工作都將完成。自從發現銅酸鹽超導體以來，科學家們一直夢想著以鎳為基礎製造類似的氧化物材料，鎳在元素週期表中正好與銅相鄰。但是製造具有有利於超導原子結構的鎳酸鹽卻出人意料地困難。
美國能源部SLAC國家加速器實驗室和斯坦福大學科學家已經制造出：第一種顯示出明顯超導跡象的氧化鎳材料，超導即無損耗地傳輸電流的能力。這也被稱為鎳酸鹽，是一個潛在非常規超導體家族中的第一個，它與氧化銅或銅酸鹽非常相似，給1986年的發現帶來了希望，即超導體有朝一日可以在接近室溫的條件下運行，並使電子設備、電力傳輸和其他技術發生革命性變化。
這些相似之處讓科學家們懷疑鎳鹽是否也可以在相對較高的溫度下擁有超導能力。與此同時，這種新材料似乎在根本上不同於銅酸鹽，例如它可能不包含所有超導銅酸鹽都具有的一種磁性，這可能會顛覆關於這些非常規超導體如何工作的領先理論。經過三十多年的研究，還沒有人能確定這一點。該實驗由SLAC斯坦福大學材料與能源科學研究所的博士後研究員李丹峰（音譯）領導，其研究成果發表在《自然》期刊上。
艱難的研究
不列顛哥倫比亞大學物理化學教授喬治·薩瓦茨基表示：這是一個非常重要的發現，需要我們重新思考這些材料中電子結構的細節和可能的超導機制。這將促使很多人投入到研究這類新材料中來，各種實驗和理論工作都將完成。自從發現銅酸鹽超導體以來，科學家們一直夢想著以鎳為基礎製造類似的氧化物材料，鎳在元素週期表中正好與銅相鄰。但是製造具有有利於超導原子結構的鎳酸鹽卻出人意料地困難。
據目前所知，本研究試圖製造的鎳酸鹽，這些材料通常需要非常高的溫度（大約600攝氏度）下不穩定。因此，需要從能夠在高溫下穩定生長的東西開始，然後在較低的溫度下將其轉化為我們想要的形式。研究人員從一種鈣鈦礦開始（這是一種由其獨特雙金字塔原子結構定義的材料）其中含有釹、鎳和氧。然後，通過添加鍶來摻雜鈣鈦礦；這是一個常見的過程，向材料中添加化學物質，使其更多的電子自由流動。這偷走了鎳原子的電子，留下了空洞，鎳原子對此很不高興。
美國能源部SLAC國家加速器實驗室和斯坦福大學科學家已經制造出：第一種顯示出明顯超導跡象的氧化鎳材料，超導即無損耗地傳輸電流的能力。這也被稱為鎳酸鹽，是一個潛在非常規超導體家族中的第一個，它與氧化銅或銅酸鹽非常相似，給1986年的發現帶來了希望，即超導體有朝一日可以在接近室溫的條件下運行，並使電子設備、電力傳輸和其他技術發生革命性變化。
這些相似之處讓科學家們懷疑鎳鹽是否也可以在相對較高的溫度下擁有超導能力。與此同時，這種新材料似乎在根本上不同於銅酸鹽，例如它可能不包含所有超導銅酸鹽都具有的一種磁性，這可能會顛覆關於這些非常規超導體如何工作的領先理論。經過三十多年的研究，還沒有人能確定這一點。該實驗由SLAC斯坦福大學材料與能源科學研究所的博士後研究員李丹峰（音譯）領導，其研究成果發表在《自然》期刊上。
艱難的研究
不列顛哥倫比亞大學物理化學教授喬治·薩瓦茨基表示：這是一個非常重要的發現，需要我們重新思考這些材料中電子結構的細節和可能的超導機制。這將促使很多人投入到研究這類新材料中來，各種實驗和理論工作都將完成。自從發現銅酸鹽超導體以來，科學家們一直夢想著以鎳為基礎製造類似的氧化物材料，鎳在元素週期表中正好與銅相鄰。但是製造具有有利於超導原子結構的鎳酸鹽卻出人意料地困難。
據目前所知，本研究試圖製造的鎳酸鹽，這些材料通常需要非常高的溫度（大約600攝氏度）下不穩定。因此，需要從能夠在高溫下穩定生長的東西開始，然後在較低的溫度下將其轉化為我們想要的形式。研究人員從一種鈣鈦礦開始（這是一種由其獨特雙金字塔原子結構定義的材料）其中含有釹、鎳和氧。然後，通過添加鍶來摻雜鈣鈦礦；這是一個常見的過程，向材料中添加化學物質，使其更多的電子自由流動。這偷走了鎳原子的電子，留下了空洞，鎳原子對此很不高興。
這種材料現在不穩定，使得下一步（在表面上生長一層薄膜）真的很有挑戰性；研究人員花了半年時間才讓它發揮作用。完成後，將膠片切成小塊，鬆散地用鋁箔包裹，然後用一種化學物質將其密封在試管中，這種化學物質巧妙地奪走了一層氧原子：就像從搖搖欲墜的堆疊積木塔中取出一根棍子一樣。這使薄膜變成了一種全新的原子結構：摻鍶鎳酸鹽。這些步驟中的每一個之前都已經演示過了，但不是在這個組合中。
美國能源部SLAC國家加速器實驗室和斯坦福大學科學家已經制造出：第一種顯示出明顯超導跡象的氧化鎳材料，超導即無損耗地傳輸電流的能力。這也被稱為鎳酸鹽，是一個潛在非常規超導體家族中的第一個，它與氧化銅或銅酸鹽非常相似，給1986年的發現帶來了希望，即超導體有朝一日可以在接近室溫的條件下運行，並使電子設備、電力傳輸和其他技術發生革命性變化。
這些相似之處讓科學家們懷疑鎳鹽是否也可以在相對較高的溫度下擁有超導能力。與此同時，這種新材料似乎在根本上不同於銅酸鹽，例如它可能不包含所有超導銅酸鹽都具有的一種磁性，這可能會顛覆關於這些非常規超導體如何工作的領先理論。經過三十多年的研究，還沒有人能確定這一點。該實驗由SLAC斯坦福大學材料與能源科學研究所的博士後研究員李丹峰（音譯）領導，其研究成果發表在《自然》期刊上。
艱難的研究
不列顛哥倫比亞大學物理化學教授喬治·薩瓦茨基表示：這是一個非常重要的發現，需要我們重新思考這些材料中電子結構的細節和可能的超導機制。這將促使很多人投入到研究這類新材料中來，各種實驗和理論工作都將完成。自從發現銅酸鹽超導體以來，科學家們一直夢想著以鎳為基礎製造類似的氧化物材料，鎳在元素週期表中正好與銅相鄰。但是製造具有有利於超導原子結構的鎳酸鹽卻出人意料地困難。
據目前所知，本研究試圖製造的鎳酸鹽，這些材料通常需要非常高的溫度（大約600攝氏度）下不穩定。因此，需要從能夠在高溫下穩定生長的東西開始，然後在較低的溫度下將其轉化為我們想要的形式。研究人員從一種鈣鈦礦開始（這是一種由其獨特雙金字塔原子結構定義的材料）其中含有釹、鎳和氧。然後，通過添加鍶來摻雜鈣鈦礦；這是一個常見的過程，向材料中添加化學物質，使其更多的電子自由流動。這偷走了鎳原子的電子，留下了空洞，鎳原子對此很不高興。
這種材料現在不穩定，使得下一步（在表面上生長一層薄膜）真的很有挑戰性；研究人員花了半年時間才讓它發揮作用。完成後，將膠片切成小塊，鬆散地用鋁箔包裹，然後用一種化學物質將其密封在試管中，這種化學物質巧妙地奪走了一層氧原子：就像從搖搖欲墜的堆疊積木塔中取出一根棍子一樣。這使薄膜變成了一種全新的原子結構：摻鍶鎳酸鹽。這些步驟中的每一個之前都已經演示過了，但不是在這個組合中。
進一步的測試將揭示，鎳酸鹽確實是在9-15開爾文的溫度範圍內具有超導性，但這是第一個開始，未來可能會出現更高的溫度。SIMES研究員、SLAC和斯坦福大學教授、該報告的資深作者Harold Hwang表示：對這種新材料的研究處於“非常、非常早期的階段，還有很多工作要做。我們剛剛看到了第一個基本實驗，現在需要做一系列的研究，這些研究仍然在對銅酸鹽進行。科學家將希望以各種方式對鎳酸鹽材料進行塗抹，以觀察這對其在一定溫度範圍內的超導性有何影響，並確定其他鎳酸鹽是否可以成為超導體。
博科園｜研究/來自：SLAC國家加速器實驗室
參考期刊《自然》
DOI: 10.1038/s41586-019-1496-5
博科園｜科學、科技、科研、科普
相關推薦
