據美國物理學家組織網9月6日(北京時間)報道,美國科學家將兩塊不具有磁性的絕緣體粘合(hé)在一(yī)起,結果發現(xiàn),它們相(xiàng)遇的接口層既有磁性又有超導性。這一(yī)結果令人吃驚,因為在正常情況下,磁性和超導性無法(fǎ)共存,科學家有望據此研製出新奇的電子材料。研究論文發表在9月5日出(chū)版(bǎn)的《自然?物理學》雜誌上。
斯坦福材料和能源科學研究(jiū)所(SIMES)、美國能源(yuán)部下屬的斯(sī)坦福直線加速器中心和斯坦福大學的科學家攜手進行了這項研究。該論文的第一作者、SIMES的研究生朱(zhū)麗?伯特和同事與來自日本東京大學的應用物理學家哈羅德?黃一起,將一薄層(céng)鋁酸鑭放置在一個鈦酸(suān)鍶基座上,結(jié)果發現,這兩種複合(hé)氧化(huà)物相遇的原子(zǐ)層變得具有(yǒu)磁性,同時在(zài)接近絕(jué)對零(líng)度的溫度下,電流能毫(háo)無電阻地流過該處,這表明,該原子層也具有超導性。
該研究的領導者、斯(sī)坦福直線加速器中心的凱瑟琳?默勒表示,科學家們一直希望能找到方法,讓鋁(lǚ)酸鑭和鈦酸鍶等(děng)複合氧化物材料(liào)具有磁性,以研製出新的計算存儲設備。最新研究(jiū)為科學家們“研製(zhì)出具有令人驚奇新特性的新材料以及研究磁性和超導性等在正常情況下不兼容狀態(tài)之間的相互作用提供了新的可能性”。
在一般情況下,超導材料的導電性為100%,也會排斥周圍(wéi)的任何磁場。默勒說:“接下來的研究非常關鍵,我(wǒ)們需(xū)要弄(nòng)明白,這種材料內的磁性和超導性之間是相(xiàng)互(hù)對抗還是相互輔助。”
無獨有偶,美國麻省理工學院(MIT)的科學家也在《自然?物理學》雜誌上獨立撰文(wén)指(zhǐ)出,他(tā)們使(shǐ)用(yòng)另一種測量方法,也證實了磁性能存在於兩個材料的(de)接口處。
英國劍橋大學的物理學(xué)家安德魯?米勒斯並(bìng)沒有(yǒu)參與上述研(yán)究。他表示,最新(xīn)研究有望讓科學家研製(zhì)出(chū)新的材料類型,其具有“可控的、新奇有用的導電性”。不過,他也表示,盡(jìn)管要實現這一目標還有很長的路要(yào)走,但(dàn)新發現表明,“該研究領域已經度過一個關鍵的裏程碑”。
默勒表示,科學家們正在進行試(shì)驗,以便查看當對這種材料進行壓縮或在其上(shàng)施加電場時,磁性和導電性是否會出(chū)現變化。他們也必須進行(háng)其他研究,以(yǐ)找出(chū)對形成這些氧化物內(nèi)的磁性和超導性有幫助的物理屬性。
總編輯圈點
100年前,荷(hé)蘭科學家首(shǒu)次在實(shí)驗室見證導(dǎo)體電阻突然消失的(de)時刻。100年後,雖然高溫超導的紀錄已經提高了100多(duō)度,但關於超(chāo)導的種種仍是神秘和引人入勝的話(huà)題。長(zhǎng)期以(yǐ)來,材料(liào)的超導電性(xìng)與磁性被認為是兩個處於完全競爭狀(zhuàng)態的特性(xìng)。兩(liǎng)年前(qián),科學家在原子層麵推翻了這一(yī)觀點;如今,科學家在更大尺度的材料上同時見證超導性和磁性。未來,如果科學家能再進一步,在更高溫度見證超導性和磁性共存(cún),將會使計算(suàn)存儲設備、致密(mì)集成設備等新材料產品(pǐn)的製造麵臨更多飛躍性的進步。
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更多(duō)>2018-10-12