超导体解锁后的铁秘诀

超导体解锁后的铁秘诀

由于磁性,铁应该在理论上是一个糟糕的超导体。然而某些铁基材料具有良好的超导性能。为什么?由于在铁中发现的五个未结合的电子,由于不同的操作方式,结果表明促进了超导电性。

这个新的、长期寻求的科学解释出现在本周的问题是由于国际合作从尼尔斯玻尔研究所的专家之间(NBI)我在哥本哈根,丹麦,和一些欧洲和其他科研机构的同事USA.

通过建立超导体解锁后的铁秘诀,科学家同时成功地拓宽了另一组新人的一般理解铜基超导体-谁,像铁基超导体,通过强大的电子相互作用,在相对较高的温度下操作,布瑞恩说我ø安徒生。

“这可能会很轻易地在未来尝试的裁缝新超导体”,布瑞恩说,我ø安徒生,凝聚态物理学家在NBI和背后的一个研究科学家。

康奈尔大学(美国)的科学家利用这种定制的显微镜——光谱成像扫描隧道显微镜监测铁氧体超导体中的电子活动。这架显微镜有1米高。在顶级设备温度可以降低到273摄氏度,高于绝对零度的一小部分。

布瑞恩男øller安徒生场是在凝聚态物质情调”相即相条件下材料显示从什么是所谓的正常情况下看,他专门从事超导体明显不同的反应物和材料,通常是金属或合金,可以不损失能量传输电能,在现实的阻力电缆孔洞。

超导体解锁后的铁秘诀这种超导体的存在,例如可以在磁铁,欧洲核子研究中心的大量发现,欧洲核研究组织,已经安装在地下的粒子加速器(LHC)在日内瓦,瑞士-这使得它有可能在亚原子水平上研究粒子。然而,研究界也非常渴望开发超导体,以实现更为“普通”的目的——尤其是向普通大众传输电力——但仍需要找到经济可行的解决方案。

这种传动系统无疑是存在的需要 -当前的国际体系,包括丹麦-基于高压电缆有明显阻力造成电厂多达10%路的传输损失的最终消费者。

但是,尽管一个多世纪的激烈的科学研究也没能拿出超导体的功能在“室温”-因此,形势依然是测试材料超导需要冷却下来向绝对零度(- 273,15摄氏度)。

即使是最新一代超导体冷却下来,总是会有超过100摄氏度,随着事态的发展,冷却需求更多的能量比什么理论上可以节省通过超导电缆输电基础由材料的研究。这就是为什么这种方法在经济上还不可行的原因。

这是永远的底线1911以来,荷兰科学家Heike Kammerlingh Onnes提出的(斜体)显示出非常低的温度确实可以在超导形式使一些材料显示“异国情调”的属性,这一年的科技感。

仅仅两年后,昂尼斯被授予诺贝尔和平奖,这真的开始为超导体-依然-亨特。

铁皮垛

一个成员的零电阻导体-年轻一代的铁基超导体-在NBI报告研究中心,康奈尔大学(美国)、布克海文国家实验室(美国)、圣·安德鲁斯大学(苏格兰)和其他一些科研机构在本周的科学问题发表。

这类超导体是由东京工业大学的Hideo Hosono教授在7-8年前开发的,日本材料专家,他真的抓住了同事们的注意力从全球各地时,他发表了他的研究。

铁是有磁性的,长期以来被认为是新超导体的候选者,因为磁性和超导性传统上被认为是不相容的。Hosono教授,然而,成功地利用建筑材料一定铁衍生物他操纵构建新型的超导体,铁硒(FeSe)就是其中的一个。

原则上Hosono堆叠大量超薄铁片-粘合在一起,用重原子,从而结束了一个集成材像建设“精细的超导特性”,说我øNBI物理学家布瑞恩安徒生:“与超导出现在大约150摄氏度”。

即使hosonos铁硒超导体,但能源传输目的经济可行。由于日本教授发表了他的研究结果有一个问题没有回答:是什么,更具体地说,促使超导本集成材如铁建设和如何,假定不亲和磁性与超导电性之间的理论理解hosonos片优良的超导性能的?

这个例子是基于对康奈尔大学进行显微镜测量的理论认识。它显示了一个二维铁层。在这里看到大约10 / 1000000措施1毫米每侧的格。红色和深蓝色三叶草状结构代表两种不同的铁电子-每个单独表达(轨道状态)。为了达到超导电性,电子必须形成两组(Cooper配对),由淡蓝色的“日蚀”所象征。它们是超导的,而红色不会形成库珀对,因为它们主要有助于维持整个系统的磁性。

科学从尼尔斯玻尔研究所、康奈尔大学、圣安德鲁斯等大学。首次证明了五个未结合的铁电子在超导态中的行为基本上是不同的。插图:康奈尔大学

在铜

布瑞恩男ø安徒生和他的同事们看着这在科学的文章,研究人员得出结论,答案在某种程度上取决于事实的五自由电子发现的铁,因此也hosonos超导体,竟然有单独的物理性能和操作模式;特征而不是先前报道的铁。

这些特征的存在可以表述为一定数量后进行的实验在康奈尔大学-于是布瑞恩Mø安徒生和团队的其他成员进行的结果,大量的计算过程,从理论的角度理解有些神秘的现象。

详细的科学文章不能解释铁基高温超导体的工作模式,布瑞恩说:“我ø安徒生但我们可以看到,一些五自由电子是hosonos超导体部分与特殊的强度,同时我们可以看到,这些电子有一个明显的倾向,成为磁。这些都是铁超导体效能背后的电子——它们可以说,清除了这种材料不需要任何阻力就能输送电能所必需的轨道。”。

最后,我们似乎更接近于在高温下能够更全面地理解超导电性。如果我们成功,这些信息将有助于未来建立新的、更有效的超导体的尝试。

本研究的丹麦部分由Brian Møller安徒生Lundbeckfond赞助的奖学金。

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