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中科院合成出高质量二硼化镁MgB2新超导

时间:2019-07-09 18:57:57 来源:互联网 阅读:0次

中科院合成出高质量二硼化镁MgB2新超导体 _()中心

日本科学家于2001年元月发现二硼化镁( MgB2 )新超导体之后,立即引起世界超导界的极大关注。这是因为这种合金超导体的超导转变温度高达40 K,达到甚至超过经典电声耦合理论(1957年由巴丁,库玻和雪瑞弗提出的解释常规超导体的理论,称为BCS理论)预言的极限。此类全新体系的发现完全可能促成人们找到除原来氧化物超导体(1986年发现)以外的新的高温超导体,同时为此领域的科学家提供了非常有价值的科学问题。

得知消息后,物理所超导国家重点实验室立即组织人力开展这方面的研究。短短几天之后,他们就分别用常压和高压方法合成出了高质量的单相样品并且开展了相关物理性质的研究。合成出来的单相样品的结构衍射谱非常纯净,超导转变温度为40K,电阻转变宽度低于0.5K,Meissner 抗磁达到100%。尤其是高压合成的样品非常致密,经抛光后可见类似于金属表面的光泽。从20 K测到的磁滞回线上分析样品的体临界电流密度(非颗粒内临界电流密度)在一个特斯拉的磁场下达到1 ′ 105 A / cm2, 处于国际前沿水平。有关文章将在近期的中国物理快讯杂志上发表。

目前实验室正在开展霍尔效应,热电势,隧道谱,磁动力学等相关物理问题的研究。在材料制备方面正在努力生长出单晶、薄膜以及更高温度的超导体。同时进一步开展霍耳效应、热电势、隧道谱、磁通动力学等相关物理问题的深入研究,在现有材料基础上将其超导机理弄清楚。

从目前的结果看,此类超导体具有优良的可应用性,比如大的临界电流可提供强电输运以及高品质的微波器件。如果采用此超导体制作电力电缆输运电流,比目前采用铜材制做的电力电缆输运的电流大一万倍,而且功率损耗大大下降,同时节约了能源,减少了污染;相干长度是维持超导体具有超导性的小尺寸,大的相干长度将适合于制备出更好的超导量子干涉器件,在应用于陆地、海洋、生命科学以及各种情况的弱磁探测时,将大大提高探测的灵敏度;更为优越的特点是它的延展性比氧化物超导体要好得多,在制作过程中较容易拉伸,制作成各种需要的型状。

另外, 物理所极端条件物理实验室近日利用高温高压方法也成功合成出MgB2块状超导体,其临界转变温度为39K,具有类金属的正常态导电率。由于高温高压合成既可防止Mg与空气的接触氧化,又可以避免加热反应时Mg的挥发,大大提高样品的密度,因而对于提高超导体材料的质量、改善其连接和物性测量具有显着作用。

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