高壓下多層超導(dǎo)物質(zhì)臨界溫度變更高
美國研究人員發(fā)現(xiàn)，對三層氧化鉍（Bi2223）晶體施加兩種不同程度的高壓，其臨界溫度也會相應(yīng)發(fā)生變化，過了某個“臨界壓力”后，壓力越高，其臨界溫度也越高。研究人員認(rèn)為，有望據(jù)此研制出臨界溫度更高的超導(dǎo)體，相關(guān)研究論文發(fā)表在出版的《自然》雜志上。

　　超導(dǎo)體的導(dǎo)電能力是銅導(dǎo)線的150多倍，為了獲得超導(dǎo)狀態(tài)，超導(dǎo)物質(zhì)必須被降低到相當(dāng)?shù)偷臏囟龋簿褪撬^的臨界溫度，物質(zhì)的電阻才趨近于零。為此，出臨界溫度很高的超導(dǎo)材料一直是物理學(xué)家孜孜以求的夢想。比如，銅載材料銅酸鹽的臨界溫度在液氮溫度（77K即零下196攝氏度）之上，因此被稱為高溫超導(dǎo)體，研究人員面臨的挑戰(zhàn)是提高其臨界溫度。

　　近日，卡內(nèi)基研究所地球物理實驗室的研究人員發(fā)現(xiàn)，對三層的氧化鉍晶體施加兩種不同程度的強壓，其臨界溫度也會相應(yīng)發(fā)生變化，壓力越高，其臨界溫度也更高。研究人員認(rèn)為，這源于Bi2223晶體不同氧化銅層中的電子競爭。

　　卡內(nèi)基研究所的陳曉嘉（音譯）解釋說，Bi2223像一個多層蛋糕，其頂部和底部是絕緣的氧化鉍，在頂部層和底部層的內(nèi)部，首先是一層氧化鍶，接著是一層氧化銅，接著是一層鈣；而Bi2223的中間則是另一層氧化銅。研究發(fā)現(xiàn)，不同層氧化銅的物理性質(zhì)并不相同，這使得它們之間帶電的電荷處于不平衡的狀態(tài)。

　　科學(xué)家們很早就發(fā)現(xiàn)，向超導(dǎo)物質(zhì)中摻雜帶電粒子可以增加其臨界溫度。在正常的壓力下，摻雜了其他物質(zhì)的Bi2223晶體的轉(zhuǎn)化溫度是108K，科學(xué)家讓這種摻雜了其他物質(zhì)的晶體經(jīng)受zui大為364億帕斯卡（約36萬個大氣壓）的壓強。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓強為102億帕斯卡時，出現(xiàn)*更高的臨界溫度。

　　陳曉嘉表示，之后壓強增加，臨界溫度反而變低。當(dāng)壓強約為240億帕斯卡時，超導(dǎo)狀態(tài)再次出現(xiàn)。如果再增大壓強，直到359億帕斯卡（這是測量系統(tǒng)能夠施加的zui大壓強），臨界溫度上升到136K。

　　之前，已經(jīng)有研究人員證明，其他很多多層超導(dǎo)物質(zhì)的不同層之間的導(dǎo)電和振動行為都存在差異。研究人員認(rèn)為，237億帕斯卡可能是關(guān)鍵點，此時，巨大的壓力抑制住了晶體的某種行為，同時讓其超導(dǎo)性得到加強。

　　卡內(nèi)基研究所的瓦伊金特·斯特拉茲金指出，新發(fā)現(xiàn)給人們提供了一種使多層銅酸鹽超導(dǎo)體臨界溫度變得更高的新思路，研究人員也可能據(jù)此設(shè)計和出臨界溫度更高的超導(dǎo)體。
高壓下多層超導(dǎo)物質(zhì)臨界溫度變更高