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俄罗斯科学家发现影响超导临界温度的新因素

发布时间:2012年03月29日 15:40 | 进入复兴论坛 | 来源:科技部网站 | 手机看视频


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  俄罗斯科学院乌拉尔分院固态化学研究所的研究小组,对含氧超导复合材料生成过程中影响其超导临界温度的因素进行了研究。研究结果为新材料的研制开辟了道路,并可能在多个领域引发技术飞跃。

  固态化学所的研究小组把研究的重点放在含氧铁基超导复合材料上。这种材料的结构中,金属铁层同非金属层之间由氧化物层填充。这些超导材料的一个最大特点就是无法计量氧原子的化学当量,也就是说,氧原子在化合物中的分布是无规律的。通过改变超导材料结构中氧原子的当量能够对超导材料的临界温度产生影响。因此,研究这种关系的规律,将有助于合成具有足够高临界温度的超导材料。

  不久前,固态化学研究所的研究小组在试验过程中发现,在铁基超导复合材料的层状系统中提高氧原子的空缺数量(晶格局部应当是氧原子的位置空缺),超导材料的临界温度下降明显,从37K(-236.15摄氏度)下降到20K 。

  为了弄清楚氧原子空缺如何影响超导材料的结构和导电属性,俄罗斯研究人员借助于理论数学,对理想的氧原子相位缺失系统进行了研究。计算结果表明,超导材料的结构和稳定性受氧原子空缺的影响。如果氧原子空缺处在化学分子式2C的位置上,那么将保留具有最初化学当量的晶体结构。反之,如果氧原子空缺处在4F的位置上,那么将破坏最初的晶体结构。所以,氧原子的空缺往往出现在2C位置,因为过多出现在4F的氧原子空缺将会使超导体变得很不稳定。

  俄罗斯研究人员还表示,仅仅依靠分子式中氧原子缺失位置还不能足以解释氧原子缺失系统对超导材料明显降低临界温度的影响。降低超导材料临界温度的过程中,有可能改变了存在于氧缺失铁基超导复合材料多层系统中电子的属性。这些问题还需要在进一步的研究中得到解答。