常溫超導紀錄被刷新,科學家邁出關鍵壹步
超導材料有望徹底改變電子產業，前提是它們別那麼挑剔。要讓材料進入超導態，也就是讓電流完全無阻力地流動，通常需要極低溫，或者極高壓，或者兩者兼具。這意味著，本可在現實中獲得的種種好處，比如能瞬時充電的電動車，會被壹台低溫冷凍機或者壹顆金剛石壓砧抵消掉。
如今，科學家朝著能在接近日常溫度和壓力下工作的超導材料又邁近了壹步。壹支由休斯敦大學 物理學家領銜的團隊剛剛刷新了常壓超導的溫度紀錄，創下有史以來常壓下的最高數值。
這個溫度聽起來並不高，零下122.15攝氏度，但比起通常要求的剛過絕對零度(零下273.15攝氏度)，已經相當溫暖。新紀錄還打破了超導研究界長達數拾年的僵局，把溫度抬高了贰拾多攝氏度。
美國阿貢國家實驗室的物理學家Hua Zhou表示，這是邁向常溫和常壓實用超導材料的壹大步。由於這種材料在常壓下仍能超導，科學家可以用常見的儀器研究它，並開始開發能在日常條件下運行的技術。
這種材料屬於銅氧化物超導體，由銅氧化物層與其他金屬氧化物層交替構成，本案中的其他金屬是汞、鋇和鈣。這壹配方被稱為Hg1223，自1993年起就保持著常壓最高溫超導體的紀錄，當時的溫度是零下140.15攝氏度。
為了提高這個數字，研究團隊對這種材料做了壹道叫作加壓淬火的工序。先把Hg1223放進金剛石壓砧，加壓到30吉帕，這差不多是海平面氣壓的30萬倍。但這股擠壓只是暫時的，隨後壓力被極快地釋放，使材料進入亞穩態，也就是在不維持極端壓力的情況下，保留壹部分量子特性。
最知名的亞穩態材料也許正戴在你手上。鑽石不過是地球深處經歷極端壓力的碳，但被帶到地表後依然保持新的結構。材料在高壓下，原子被壓得更近，形成新排列。緩慢釋放壓力，原子會松弛回原本結構；快速釋放則會誘發材料中出現微小缺陷。正是這些缺陷，讓Hg1223在更高溫度下仍保持超導，即便壓力已回到常壓。
材料的超能力由阿貢的先進光子源確認，那是壹台強大的X射線激光，能精確監測材料微觀層面的變化。
Hg1223並不是有史以來最溫暖超導體。這項榮譽屬於氫化鑭，它壹直保持超導到零下13.15攝氏度，那是你家冰箱冷凍室就能達到的溫度。不過你在家做不到的是190吉帕的碾壓式高壓，相當於地球外核的壓力。這是壹個權衡，相比之下Hg1223的30吉帕顯得溫和從容。
長遠的希望是，將來或許根本不需要這種權衡。常溫常壓超導能給電網級儲能與輸送、電動車乃至磁懸浮帶來巨大好處。這些應用當然還遙不可及，但每邁出壹步，我們就靠近壹點。這項研究發表在《美國國家 科學院院刊》上，為後續探索常壓高溫超導打下了新的基礎。
（示意圖）
[物價飛漲的時候 這樣省錢購物很爽]
還沒人說話啊，我想來說幾句
如今，科學家朝著能在接近日常溫度和壓力下工作的超導材料又邁近了壹步。壹支由休斯敦大學 物理學家領銜的團隊剛剛刷新了常壓超導的溫度紀錄，創下有史以來常壓下的最高數值。
這個溫度聽起來並不高，零下122.15攝氏度，但比起通常要求的剛過絕對零度(零下273.15攝氏度)，已經相當溫暖。新紀錄還打破了超導研究界長達數拾年的僵局，把溫度抬高了贰拾多攝氏度。
美國阿貢國家實驗室的物理學家Hua Zhou表示，這是邁向常溫和常壓實用超導材料的壹大步。由於這種材料在常壓下仍能超導，科學家可以用常見的儀器研究它，並開始開發能在日常條件下運行的技術。
這種材料屬於銅氧化物超導體，由銅氧化物層與其他金屬氧化物層交替構成，本案中的其他金屬是汞、鋇和鈣。這壹配方被稱為Hg1223，自1993年起就保持著常壓最高溫超導體的紀錄，當時的溫度是零下140.15攝氏度。
為了提高這個數字，研究團隊對這種材料做了壹道叫作加壓淬火的工序。先把Hg1223放進金剛石壓砧，加壓到30吉帕，這差不多是海平面氣壓的30萬倍。但這股擠壓只是暫時的，隨後壓力被極快地釋放，使材料進入亞穩態，也就是在不維持極端壓力的情況下，保留壹部分量子特性。
最知名的亞穩態材料也許正戴在你手上。鑽石不過是地球深處經歷極端壓力的碳，但被帶到地表後依然保持新的結構。材料在高壓下，原子被壓得更近，形成新排列。緩慢釋放壓力，原子會松弛回原本結構；快速釋放則會誘發材料中出現微小缺陷。正是這些缺陷，讓Hg1223在更高溫度下仍保持超導，即便壓力已回到常壓。
材料的超能力由阿貢的先進光子源確認，那是壹台強大的X射線激光，能精確監測材料微觀層面的變化。
Hg1223並不是有史以來最溫暖超導體。這項榮譽屬於氫化鑭，它壹直保持超導到零下13.15攝氏度，那是你家冰箱冷凍室就能達到的溫度。不過你在家做不到的是190吉帕的碾壓式高壓，相當於地球外核的壓力。這是壹個權衡，相比之下Hg1223的30吉帕顯得溫和從容。
長遠的希望是，將來或許根本不需要這種權衡。常溫常壓超導能給電網級儲能與輸送、電動車乃至磁懸浮帶來巨大好處。這些應用當然還遙不可及，但每邁出壹步，我們就靠近壹點。這項研究發表在《美國國家 科學院院刊》上，為後續探索常壓高溫超導打下了新的基礎。
（示意圖）
[物價飛漲的時候 這樣省錢購物很爽]
| 分享: |
| 注： |
| 延伸閱讀 |
推薦: