休斯敦大學(xué)的研究人員報(bào)告了一種提高超導(dǎo)材料轉(zhuǎn)變溫度的新方法，提高了超導(dǎo)體能夠運(yùn)行的溫度。

“ 美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊”報(bào)道的這一結(jié)果表明，以前尚未開(kāi)發(fā)出實(shí)現(xiàn)更高溫度超導(dǎo)性的途徑，這為能源生產(chǎn)者和消費(fèi)者提供了許多潛在的好處。

電流可以在沒(méi)有電阻的情況下穿過(guò)超導(dǎo)材料，而傳統(tǒng)的傳輸材料在發(fā)電源和最終用戶之間損失多達(dá)10%的能量。尋找在室溫或接近室溫下工作的超導(dǎo)體 - 當(dāng)前超導(dǎo)體需要使用冷卻劑 - 可以使公用事業(yè)公司在不增加所需燃料量的情況下提供更多電力，減少碳足跡并提高其可靠性和效率。電網(wǎng)。

對(duì)于使用新方法測(cè)試的材料，轉(zhuǎn)變溫度呈指數(shù)增加，盡管它仍然低于室溫。但UH(TcSUH)德克薩斯超導(dǎo)電中心的首席科學(xué)家和該論文的通訊作者Paul CW Chu表示，該方法提供了一種全新的方法來(lái)解決尋找在更高溫度下工作的超導(dǎo)體的問(wèn)題。

Chu是物理學(xué)家，也是UH的TLL Temple科學(xué)主席，他說(shuō)，1994年由他的團(tuán)隊(duì)設(shè)定的穩(wěn)定高溫超導(dǎo)體的最新紀(jì)錄是164開(kāi)爾文，即-164華氏度。這種超導(dǎo)體是以汞為基礎(chǔ)的; 用于新工作的鉍材料毒性較小，并且在首次預(yù)測(cè)降至70開(kāi)爾文后意外地達(dá)到高于90開(kāi)爾文或約-297華氏度的轉(zhuǎn)變溫度。

這項(xiàng)工作的目標(biāo)是成熟的原則，即超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度可以通過(guò)了解溫度和摻雜之間的關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè) - 一種通過(guò)引入少量可以改變其的元素來(lái)改變材料的方法。電氣特性 - 或在溫度和物理壓力之間。該原理認(rèn)為，即使摻雜或壓力繼續(xù)增加，轉(zhuǎn)變溫度也會(huì)升高到某一點(diǎn)然后開(kāi)始下降。

TcSUH研究員，與Chu和第一作者在文章上合作的梁子登提出了增加壓力的想法，超出之前探索的水平，看看超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度是否會(huì)在下降后再次增加。

有效。“這確實(shí)顯示出提高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的新方法，”他說(shuō)。更高的壓力改變了被測(cè)化合物的費(fèi)米表面，鄧說(shuō)研究人員認(rèn)為壓力會(huì)改變材料的電子結(jié)構(gòu)。

他們測(cè)試的超導(dǎo)體樣品不到十分之一毫米寬; 研究人員說(shuō)，從磁化測(cè)量中檢測(cè)出如此小樣本的超導(dǎo)信號(hào)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，這是對(duì)超導(dǎo)性的最明確的測(cè)試。在過(guò)去的幾年里，鄧和他在Chu實(shí)驗(yàn)室的同事開(kāi)發(fā)了一種超靈敏磁化測(cè)量技術(shù)，可以在超過(guò)50千兆帕的壓力下檢測(cè)來(lái)自超導(dǎo)樣品的極小磁信號(hào)。

鄧指出，在這些測(cè)試中，研究人員沒(méi)有觀察到飽和點(diǎn) - 也就是說(shuō)，隨著壓力的增加，轉(zhuǎn)變溫度將繼續(xù)升高。

他們測(cè)試了已知具有超導(dǎo)特性的不同鉍化合物，并發(fā)現(xiàn)新方法大大提高了每種化合物的轉(zhuǎn)變溫度。研究人員表示，目前尚不清楚該技術(shù)是否適用于所有超導(dǎo)體，盡管它在三種不同的配方上工作的事實(shí)提供了希望。

但是，通過(guò)高壓提高超導(dǎo)性對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)并不實(shí)用。Chu說(shuō)，下一步將是找到一種方法，通過(guò)化學(xué)摻雜和無(wú)壓力達(dá)到同樣的效果。