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2019-10-14 09:26 |
突破極限：中國(guó)高溫超導(dǎo)研究領(lǐng)跑世界
剛剛過(guò)去的國(guó)慶黃金周，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)超導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)除了收看國(guó)慶70周年慶典外，每天依然到實(shí)驗(yàn)室里工作�！跋乱粋�(gè)可以用來(lái)劃分時(shí)代的材料，可能就是室溫超導(dǎo)體。”在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授吳濤眼里，他們所從事的超導(dǎo)研究充滿魅力�！叭绻l(fā)現(xiàn)室溫超導(dǎo)體，我們出門可以坐上懸浮的超導(dǎo)車，甚至手機(jī)、手提電腦充一次電，就能用上好幾個(gè)月。”正是帶著這樣的夢(mèng)想，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)超導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域里已經(jīng)堅(jiān)守了20余年。
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突破超導(dǎo)研究的禁區(qū) O\KQl0*l\\
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超導(dǎo)，是指某些材料在溫度降低到某一臨界溫度，或超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)，電阻突然消失的現(xiàn)象。在超導(dǎo)研究的歷史上，已經(jīng)有10人獲得了5次諾貝爾獎(jiǎng)，其科學(xué)重要性不言而喻。 d@C&+#QDF
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1911年，荷蘭科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水銀在極低溫條件下的超導(dǎo)性，開(kāi)辟了科學(xué)研究的新領(lǐng)域。1986年，德國(guó)科學(xué)家與瑞士科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了臨界轉(zhuǎn)變溫度為35K的銅氧化物超導(dǎo)體。 Z"-L[2E/{!
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令科學(xué)家困擾的是，超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度不能超過(guò)40K（約零下233攝氏度），這個(gè)溫度也被稱為麥克米蘭極限溫度。 B@Yy Q'
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40K的極限溫度能否被突破？在兩名歐洲科學(xué)家發(fā)現(xiàn)以銅為關(guān)鍵超導(dǎo)元素的銅氧化物超導(dǎo)體后不久，包括中國(guó)科學(xué)家在內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)將銅氧化物超導(dǎo)體的臨界轉(zhuǎn)變溫度提高到液氮溫區(qū)以上，突破了麥克米蘭極限溫度，使其成為高溫超導(dǎo)體。 ^D^JzEy'?C
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“銅氧化物高溫超導(dǎo)體家族有兩個(gè)主要缺陷，作為金屬陶瓷材料加工工藝嚴(yán)苛，綜合成本高，影響廣泛應(yīng)用。此外，銅基超導(dǎo)并沒(méi)有解決高溫超導(dǎo)電性機(jī)理豐富的物理內(nèi)涵。”吳濤告訴科技日?qǐng)?bào)記者，要揭開(kāi)高溫超導(dǎo)的原理，廣泛應(yīng)用，尋找到臨界溫度更高的超導(dǎo)體勢(shì)在必行。 _jU5O;
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鐵基化合物由于其磁性因素，曾一度幾乎被國(guó)際物理學(xué)界斷言為探索高溫超導(dǎo)體的禁區(qū)。 "Ml&[O ge
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2008年3月，中科大陳仙輝研究組和中科院物理所王楠林研究組同時(shí)在鐵基中觀測(cè)到了43K和41K的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，突破了麥克米蘭極限，證明了鐵基超導(dǎo)體是高溫超導(dǎo)體。緊接著，中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)不僅率先使轉(zhuǎn)變溫度突破了50K，并發(fā)現(xiàn)了一系列50K以上的超導(dǎo)體，也創(chuàng)造了55K的鐵基超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度紀(jì)錄，被國(guó)際物理學(xué)界公認(rèn)為第二個(gè)高溫超導(dǎo)家族。 BQ</ g* $;
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突破了麥克米蘭極限之后，全世界科學(xué)家對(duì)超導(dǎo)材料的探索又一次陷入了迷茫，在高影響因子的期刊上發(fā)表高溫超導(dǎo)論文變得愈發(fā)困難。 o
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