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研究人员发现电子成对却不导致超导的现象(图

作者:bbin直营现金网 发布时间:2021-04-18 07:02 点击数:

  [据美国海军研究实验室2015年6月5日报道]来自美国匹兹堡大学、美国威斯康辛大学和美国海军研究实验室的研究团队的科学家们发现钛酸锶在远高于其超导转变温度情况下内部出现电子成对现象。此前一直存在一种假设,即存在一种相,在该相中电子成对,但并不凝聚成超导相。 整个研究被刊登在2015年5月14日的《自然》杂志上。

  低温下,许多材料能形成超导相,在该相中材料表现出零电阻。超导体可应用于许多领域,包括磁共振成象和磁能存储。所有超导体的基础是电子对的形成。

  在一般的非超导相中,大多数金属中的电子是单独运动的,电子的散射导致电阻的产生。这个新的研究显示了一种中间相,其中的电子成对但却仍然单独运动。单独运动的电子对能够散射,从而使该相表现出电阻。

  研究人员利用了钛酸锶中的量子点观察电子成对现象。量子点是一种材料的微小区域,其中的电子数能够准确控制。这些量子点足够大用以支持一种低温超导相,但研究人员观察到在更高温度这些量子点常常更偏向于的新相中的电子。当研究人员加上磁场时,他们观察到每次会有一对电子对遭到破坏。

  电子成对但不形成超导态的理论最早是1969年提出的。海军研究实验室的科学家发现“实验结果可通过一个包含电子间有趣的反应的简单模型来充分描述。我们仍然不清楚发生有趣的反应的起因,可能包括负U缺陷中心和双极化子。”

  该研究团队选择并测试了58个不同尺寸的量子点以及量子点之间的障碍和通道。在所有的量子点中都观察到了新的成对相。这个发现为钛酸锶中超导的形成机制提供了线索,这将最终帮助研究人员发现室温下具有超导性能的材料。


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