新的研究朝着环境压力下的高温超导体方向迈出了一步,使我们更接近于寻找在日常条件下能工作的超导体 – 并可能开启一个能源高效技术的新纪元。
休斯顿大学德克萨斯超导中心的研究人员在追求环境压力下高温超导体的过程中又取得了一项新的成果,使我们更接近于寻找在日常条件下能工作的超导体 – 并可能开启一个能源高效技术的新纪元。
在他们的研究《在环境压力下的Bi0.5Sb1.5Te3中创造、稳态,无压超导性的研究》中,发表于《美国国家科学院院刊》,休斯顿大学物理系的梁子邓教授和朱经武教授致力于探讨是否可以在压力下将BST推入超导状态 – 而不改变其化学成分或结构。
“在2001年,科学家们怀疑施加高压会改变BST的费米面拓扑,从而提高热电性能,”邓说。“压力、拓扑和超导性之间的联系引起了我们的兴趣。”
“正如材料科学家波尔·杜维兹曾经指出的那样,大多数对工业至关重要的固体材料都存在于亚稳态,”朱说。“问题在于,许多最令人兴奋的超导体仅在压力下工作,使得它们难以研究,更难以在实际应用中使用。”
这就是邓和朱的突破所在。
他们利用一种名为压力淬火协议(PQP)的技术,成功在环境压力下稳定了BST的高压诱导超导状态 – 意味着无需特殊高压环境。
这有什么重要性呢?这为保留通常仅在压力下存在的有价值材料相提供了一种全新的方法,供基础研究和实际应用。
“这个实验明确证明,可以通过微妙的电子转变在不改变对称性的情况下,在环境压力下稳定高压诱导的相,为保留通常仅在压力下存在的材料相和价值提供了一条新途径,”朱说。“这应有助于我们寻找具有更高临界温度的超导体。”
“有趣的是,这个实验揭示了一种新方法,用于发现原本在环境压力下或甚至在高压条件下不存在的新物质状态,”邓补充道。“这表明PQP是探索和创造材料相图未开发区域的强大工具。”