氧化銅可具高溫超導(dǎo)性

一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)使用能量巨大的中子束轟擊一種復(fù)雜的氧化銅晶體后，發(fā)現(xiàn)了一種異常的包含有氧原子的新磁波,這種磁波可讓復(fù)雜的氧化銅具有高溫超導(dǎo)性。《自然》雜志“新聞和評(píng)論”欄目對(duì)這項(xiàng)研究成果進(jìn)行了引薦，《科學(xué)》雜志也對(duì)其進(jìn)行了重點(diǎn)報(bào)道。而后，來(lái)自美、中、德、法的研究人員在美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)物理和天文學(xué)系助理教授馬汀·格雷芬的領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行了該研究，研究人員表示，新發(fā)現(xiàn)對(duì)于改進(jìn)國(guó)家電網(wǎng)中使用的超導(dǎo)電線具有重要意義。

超導(dǎo)材料是在一定溫度下沒(méi)有電阻的導(dǎo)體，高溫超導(dǎo)材料研究一直是科學(xué)家關(guān)注的前沿領(lǐng)域。1986年，在瑞士國(guó)際商用公司實(shí)驗(yàn)室工作的德國(guó)科學(xué)家貝特諾茨和美國(guó)科學(xué)家繆勒發(fā)現(xiàn)，銅氧化物陶瓷材料在43K(-230℃)的溫度下出現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象，打破了“氧化物陶瓷是絕緣體”的傳統(tǒng)觀念，引發(fā)了全球科學(xué)界的轟動(dòng)。此后，美籍華人學(xué)者朱經(jīng)武、中國(guó)物理學(xué)家趙忠賢領(lǐng)導(dǎo)的研究小組相繼發(fā)現(xiàn)了在98K(-175℃)和78.5K(-194.5℃)有超導(dǎo)現(xiàn)象的超導(dǎo)材料。1987年底，銅氧化物陶瓷材料的臨界超導(dǎo)溫度紀(jì)錄又提高到了125K（-148℃）。

據(jù)了解，在過(guò)去20多年來(lái)，弄清楚復(fù)雜的氧化銅為何具有超導(dǎo)性一直是科學(xué)家面臨的重大挑戰(zhàn)之一。有研究人員指出，物理學(xué)家一直沒(méi)有解開(kāi)為什么這些奇異的材料具有超導(dǎo)性這個(gè)謎團(tuán)，但是科學(xué)界普遍認(rèn)為，這種材料獨(dú)特的磁性是導(dǎo)致其具有超導(dǎo)性的原因。在新的實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用能量巨大的中子束來(lái)撞擊氧化銅晶體。中子本身具有磁性，通過(guò)仔細(xì)測(cè)量這些粒子如何從晶體散射開(kāi)，研究人員證實(shí)了一種包含有氧原子的罕見(jiàn)磁波的存在。格雷芬表示，新發(fā)現(xiàn)或許揭示了氧化銅具有超導(dǎo)性的原因所在。

目前，人們已經(jīng)開(kāi)始對(duì)這些復(fù)雜的氧化銅材料進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，以用于制造超導(dǎo)電線。