作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2024/3/15 13:50:58
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科学家发现矿物形式的非常规超导体

 

科技日报北京3月14日电 (记者张佳欣)美国艾姆斯国家实验室科学家发现了第一种非常规超导体,其化学成分在自然界中也能找到。密硫铑矿是自然界中仅有的4种在实验室培养后可作为超导体的矿物之一。研究表明,它的性质类似于高温超导体。这一发现进一步加深了科学家对超导性的理解,有望在未来带来更可持续、更经济的基于超导体的技术。

20世纪80年代,科学家发现了非常规超导体,其中许多超导体的临界温度比传统超导体要高得多。人们普遍认为,非常规超导电性不是一种自然现象。

密硫铑矿是一种有趣的矿物,其中一个原因是其复杂的化学式(Rh17S15)。它结合了极高熔点元素(如Rh)和挥发性元素(如S)。

基于此,研究人员合成了高质量的密硫铑矿晶体。在Rh-S系统中,他们发现了3种新的超导体。通过详细测量,他们进一步发现密硫铑矿是一种非常规的超导体。

研究团队使用3种不同的测试方法来确定密硫铑矿的超导电性。主要的测试指标为“伦敦渗透深度”,它决定了弱磁场能从表面穿透超导体块体的距离。在传统的超导体中,这个长度在低温下基本恒定。然而,在非传统超导体中,它随温度线性变化。这项测试表明,密硫铑矿具有非传统超导体的行为。

另一项测试是在材料中引入缺陷,包括用高能电子轰击材料。这个过程将离子从其位置击出,从而在晶体结构中产生缺陷。这种无序会导致材料的临界温度发生变化。测试还发现,非常规超导体对无序具有很高的敏感性,引入缺陷会改变或抑制临界温度,也会影响材料的临界磁场。总之,在这一非常规超导体中,临界温度和临界磁场的行为都与预测的一致。


 
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