美國科學家證實納米超導體線圈能經受住(zhù)強磁場 (2005-03-04)
發布時間:2007-12-04
作者:
來源:新華
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“小就是美”,這一西(xī)方(fāng)俗諺在(zài)超導體上得到了充分(fèn)體現。美國科學家4日報告說,他們通(tōng)過實驗證實納米級的超導線圈能經受(shòu)住強磁場(chǎng),這為超導技術的應用開辟了廣闊前景。
根據超導理論,超導體中自旋電子配對形成“庫伯對”是超導性的來源。所謂“庫(kù)伯對”,是指美國科學家庫(kù)伯發現,在晶體中(zhōng)眾多可以自由運動的電子,總會有(yǒu)一些因適當的晶格形變而束縛在一起,形成相對穩定(dìng)的一對電子。但(dàn)科學家早就發現(xiàn),當超導體放置於強磁場中時(shí),電子“庫伯(bó)對”會被磁場(chǎng)破壞,電子的自旋也受影(yǐng)響,超導性會被抑製甚至徹底消失。但當超導(dǎo)體的尺寸縮小時,磁場的破壞作用(yòng)也隨之變小,當超導(dǎo)體的尺寸達到納米尺度,磁場就已經不能破壞(huài)“庫(kù)伯對”了。美國伊利諾依大學物理學教授別茲裏亞金等人用實驗證實(shí)了這一點。
研究人員在《物理評論通信(xìn)》上發表論文(wén)說,他們把單層碳納米管安(ān)放在矽晶圓上蝕刻出的約100納米寬的“溝”裏,然後在碳(tàn)納米(mǐ)管(guǎn)表麵(miàn)塗上一層鉬-鍺超導材料,將其溫度降到臨界溫度以下,並觀察(chá)這一納米級(jí)超導材料(liào)在強磁場中的反應。結果發現,強磁場對納米級超導材料的影響明顯減弱(ruò)。別茲裏亞金(jīn)等人(rén)猜測,由於超導線的直徑非常微小,隻有大約10納米左右,電子“庫伯對”之間會互相影響,抵消(xiāo)了磁場對超導性的(de)影響。
納米級材(cái)料這一特性將使超導的應用前(qián)景更為廣闊。比如,原先超導線圈不能輸送強電流,因為電流產生的磁場可能削弱或(huò)破壞線圈的超導性,而如果在(zài)普通超導線圈中摻入納米級的超導細絲,輸送強電流(liú)就不是難題了。此外,納米(mǐ)級的(de)超導材料還可用於核磁共振成(chéng)像等領域。
別茲(zī)裏亞金還說,納米級(jí)超導材料(liào)的尺寸也不(bú)能無限(xiàn)縮小,否則的話電(diàn)子“庫伯對”之間會互相幹擾,也會削弱其超導性。此外,納米級超(chāo)導材料與大尺寸超導材料類似,不能完全實現零電阻(zǔ),而且材料尺寸越小,其本身的電阻就越(yuè)大。