英科學(xué)家研發(fā)出新碳基超導物質(zhì)

時(shí)間:2010-05-27     來(lái)源:科技日報
據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月25日(北京時(shí)間)報道,英國利物浦大學(xué)和杜倫大學(xué)的研究人員發(fā)現,通過(guò)施加一定的壓力,改變C60的晶體結構,不同C60晶體結構下的Cs3C60能夠從磁絕緣體轉變?yōu)槌瑢w,而其超導轉化溫度也從38K轉化為35K。研究人員表示,新發(fā)現將有助于降低諸如磁共振成像掃描儀及其他依賴(lài)超導體的能源存儲應用的成本。


  研究人員在最新一期的《自然》(Nature)雜志上撰文指出,他們使用英國盧瑟?!ぐ⑵諣栴D實(shí)驗室的散裂中子源(ISIS)和同步輻射光源(Diamond)及位于法國的歐洲同步輻射設施成功證明,金屬原子(Cs)和巴基球(碳原子組成的一種天然分子,又稱(chēng)為C60,其分子結構類(lèi)似于巴克敏斯特·富勒設計的某種圓頂,因而得名)組成的新物質(zhì)Cs3C60本身并不導電,但其在受到擠壓時(shí)會(huì )變成高溫超導體。施加在該物體上的壓力會(huì )使得C60收縮,由體心立方結構轉變?yōu)槊嫘牧⒎骄w結構,同時(shí),克服了電子之間的排斥力,使得電子能夠“成雙結對”、毫無(wú)阻力地通過(guò)物質(zhì)。


  該研究是英國工程與自然科學(xué)研究理事會(huì )資助的一個(gè)研究項目的一部分,旨在調查可使用什么方法制造出在更高溫度下工作的超導體,在減少成本的同時(shí)讓這些物質(zhì)處于最適宜的溫度,應用范圍更廣。


  研究人員表示,C60與堿金屬作用能形成AxC60(A代表鉀、銣、銫等),它們都是超導體?;谔嫉某瑢镔|(zhì)的優(yōu)勢在于,不同的碳結構具有不同的特征,因此,制造出的物質(zhì)具有不同的功能和屬性。碳基超導物質(zhì)結構的靈活性讓科學(xué)家可更好地厘清高溫超導產(chǎn)生的內在機制,了解如何制造更高溫度的超導體,碳基高溫超導物質(zhì)或將成為未來(lái)的主流。


  利物浦大學(xué)的無(wú)機化學(xué)教授馬修·羅塞斯基稱(chēng),這是人們首次證明,控制一個(gè)高溫超導體中的分子的排列方式可控制其屬性,比如C60就可以做到這一點(diǎn)。


  英國杜倫大學(xué)化學(xué)系教授科斯馬斯·普拉斯德斯表示,新研究對高溫超導領(lǐng)域的發(fā)展非常重要,因為它讓人們看到了超導性在何時(shí)突破絕緣狀態(tài)“破土而出”,而不用考慮原子的具體結構如何,這是以前的任何物質(zhì)都無(wú)法做到的。

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