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美国研究人员成功将二硫化碳转变为超导体

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来源: 作者: 2019-05-16 23:39:40

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据报道,美国华盛顿州立大学和卡内基研究所的研究人员开展了一项新研究,成功将一种经常使用的非金属溶剂——二硫化碳转变为超导体,该成果为如何赋予非传统材料超导性提供了新思路。相干论文已发表于美国《国家科学院学报》。

“这项重大发现将会引发物理学界、化学界和材料科学界等诸多科研团体的大量关注。”华盛顿州立大学化学系教授柳忠植(音译)说。超导领域的进展具有各种各样潜在的革新性运用,包括强力电磁铁、车辆推进系统、能量贮存和更高效的电力传输等。

柳忠植带领的研究小组将二硫化碳置于高压和低温条件下,观察其如何开始表现得像金属一样呈现出磁性、高能量密度等属性,以及因分子重组成类似于钻石中三维结构而获得的超硬度。

通常情况下,非金属分子彼此相距太远(是金属份子间距的3倍),电能没法在它们之间跨越。但研究人员将二硫化碳放入体积小、空间紧凑的金刚石压腔中压缩到5万个大气压,这1压力与地球内部600英里(约965.6公里)深处的压力相当。同时,他们还将二硫化碳冷却至6.5开尔文(零下266.65摄氏度)。

这类压力和温度条件不仅让二硫化碳分子结合在一起,还将它们重组为晶格结构,在这样的结构中,分子的自然振动可以帮助电子顺畅地移动,如此一来,二硫化碳就变成了无阻力的超导体。

柳忠植说,他们的研究为了解非传统材料如何获得超导性提供了新的见解。这些非传统材料一般由原子量较低的原子构成,施以更高频率可让原子振动,从而使材料在较高温度下转变为超导体的可能性大增。

柳忠植承认,电子材料无法被冷却到接近绝对零度或承受极大的压力,但他认为,这项工作可能为在更普通条件下创建类似的材料属性指明方向,就犹如科学家为在较低温度和压力下合成钻石香橙卤水鸭
铺平了道路一样。“通过了解其中的基本原理,这项研究将为人们更聪明地开发超导体提供工具。”柳忠植说。

本篇文章来源于 科技

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