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超導有什麼用?鐵基超導又是什麼?
在應用方面,鐵基超導體由於其金屬性,更加容易被加工成線材和帶材,而其可承載的上臨界磁場/ 臨界電流和銅基超導體相當,甚至有可能更優越。當然,製備鐵基超導材料大部分情況下需要砷化物和鹼金屬或鹼土金屬,具有較強的毒性同時又對空氣異常敏感,這對材料製備工藝和使用安全方面提出了更高的要求。
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石墨烯潛的量子潛力——同時具有超導、絕緣和磁性的神奇材料
伯克利實驗室的科學家們發掘了石墨烯作為一種可電調諧超導體、絕緣體和磁性器件的潛在才能,以推動量子信息科學的發展。自從石墨烯在2004年被發現以來,科學家們就一直在尋找將這種原子般薄的2D材料投入使用的方法。
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鐵基超導體能隙結構和機理的統一認識(二)
但是隨著只有電子型費米面的單層FeSe 薄膜、插層的FeSe 塊材的陸續發現,S±理論模型面臨挑戰。LiOH插入FeSe層之間的(Li1−xFex)OHFeSe 材料,超導臨界溫度高達40 K。我們得益於趙忠賢院士小組提出的雙向交換方法,使得這種材料可以生長出較大尺寸的晶體。ARPES實驗發現,該材料和FeSe 單層膜相似,布裡淵區中心無空穴型費米面,僅在邊界上有電子型的費米面。
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鐵基超導體能隙結構和機理的統一認識(一)
通過這個配對途徑,電子系統已經存在的排斥勢能會得到降低。鐵基超導體的配對對稱性被發現與其自身電子結構緊密相關。在鐵基超導家族中,如圖1 所示,不同材料的費米面結構有很大不同。上述工作統一了對鐵基超導體能隙結構的認識,即超導電子配對均可能來自於排斥勢引起的電子配對,在弱耦合情況下可以理解為電子之間交換了反鐵磁自旋漲落,這一統一的物理圖像對鐵基超導機理的解決將起到推動作用。
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超導材料:歷史的選擇?
不存在比這還低的溫度了,原子達到完全靜止的狀態,而現實中想達到這樣的狀態幾乎不可能,達到這種狀態就像有人想著能達到光速一樣扯。這是當前的現狀,這也是物理學界不可逾越的兩道鴻溝。我們知道了電阻的本質和溫度的本質,超導技術的方向就出來了,原子的振動頻率要達到什麼樣的狀態才能讓電子完美的運行呢?或者換一個說法,溫度要達到什麼樣的情況下才能實現超導呢?
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一般由超導材料的磁性電阻率決定
這可以說是未來很長一段時間的一個關鍵焦點。從全球來看,超導技術起步於二戰後,尤其是得益於納米技術和冷凍電鏡的發展,給矽材料和磁鐵製造帶來了突破性進展。有鑑於此,我國的超導材料行業發展迅速,近十年來在各國均有相當成就。
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證明存在常溫超導(室溫超導)材料
在實驗中,若導體電阻的測量值低於10-25Ω,可以認為電阻為零。超導體具有三個臨界參數:臨界轉變溫度Tc、臨界磁場強度Hc、臨界電流密度Jc。當超導體同時處於三個臨界條件內時,才顯示出超導性。在本文發表以前所發現的超導材料全部都是低於零度。
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進展 | 在鐵磷基超導家族中發現馬約拉納零能模平臺
近幾年來,在拓撲非平庸的鐵基超導材料中研究馬約拉納零能模是凝聚態物理學家關注的前沿問題之一。然而,Fe(Te,Se)近親家族需要依靠原子替換摻雜來保證拓撲非平庸性質或者超導電性,這不可避免地在材料中引入體態不均勻性,導致Fe(Te,Se)近親體系的超導渦旋在產生馬約拉納零能模過程中有很大的不確定因素。這種材料本徵的不均勻性極大地減弱了鐵硫基超導體系作為馬約拉納零能模載體在拓撲量子計算領域中實際應用的可能。因此,發現一種體態均勻同時具有拓撲非平庸性質的高溫鐵基超導材料是當務之急。
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進展|在鐵磷基超導家族中發現馬約拉納零能模平臺
然而,Fe(Te,Se)近親家族需要依靠原子替換摻雜來保證拓撲非平庸性質或者超導電性,這不可避免地在材料中引入體態不均勻性,導致Fe(Te,Se)近親體系的超導渦旋在產生馬約拉納零能模過程中有很大的不確定因素。這種材料本徵的不均勻性極大地減弱了鐵硫基超導體系作為馬約拉納零能模載體在拓撲量子計算領域中實際應用的可能。因此,發現一種體態均勻同時具有拓撲非平庸性質的高溫鐵基超導材料是當務之急。
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科學家開發隱形和超導材料
據俄羅斯衛星通訊社sputniknews報導,縱觀人類歷史,開發掌握新材料對文明的發展產生了重大影響。天然石材、青銅和鐵為整個時代命名。在20世紀20-30年代,聚合物時代開始了,從那時起,我們無法想像沒有塑料和橡膠的生活。幾十年後,矽技術脫穎而出,推動了電子和數位技術的最新發展。如今,科學家們正努力創造具有超自然特性的新型材料。
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超導材料的分類_超導材料的優點和不足
特性 1.零電阻:超導材料處於超導態時電阻為零,能夠無損耗地傳輸電能。如果用磁場在超導環中引發感應電流,這一電流可以毫不衰減地維持下去。 2.具有抗磁性:超導材料處於超導態時,只要外加磁場不超過一定值,磁力線不能透入,超導材料內的磁場恆為零。
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科學家創造未來材料:隱形和超導
縱觀人類歷史,開發掌握新材料對文明的發展產生了重大影響。天然石材、青銅和鐵為整個時代命名。在20世紀20-30年代,聚合物時代開始了,從那時起,我們無法想像沒有塑料和橡膠的生活。幾十年後,矽技術脫穎而出,推動了電子和數位技術的最新發展。如今,科學家們正努力創造具有超自然特性的新型材料。
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兼具超導和鐵磁性的材料,因鐵磁性會破壞超導性,但卻真有!
科學家發現一種兼具超導和鐵磁性的材料,並做出了理論解釋。新理論模型還預測了迄今為止在這類材料中尚未觀察到的效應。在某種程度上,鐵磁性和超導性是兩個對立的趨勢,鐵磁性和超導性似乎不能在一個晶體中共存。的確,超導體能容納零電阻的電流,當放置在磁場中,這種物質會將磁場從它的體積中驅逐出去,這就是所謂的邁斯納效應。相比之下,鐵磁是磁化的,因此攜帶磁場在其體積。因此,一種材料似乎不能同時表現出超導性和鐵磁性。然而,基於銪的化合物現在成為了現在研究焦點,觀察銪的化合物表明可以同時表現出鐵磁性和超導性。這除了對基礎科學的重要性,這兩種現象在一種材料中共存還為新設備設計提供了有趣的可能性。
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...Letters報導量子中心王健教授關於單層鐵硒高溫超導機理的系列...
兩項發現為超導機製備受爭議的單原胞層鐵硒薄膜提供了異號配對的重要實驗證據,表明在該體系中儘管界面電–聲耦合被認為可以增強超導特性,自旋漲落對於庫珀對的配對有著不可忽略的作用,或對鐵基高溫超導機理的統一理解提供重要參考。提升超導轉變溫度和理解庫珀配對機制是超導領域兩個最重要的研究方向。在以往的鐵基超導研究中,基於電子–空穴費米口袋嵌套的s±波配對被廣泛接受。
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研究觀測到特殊超導材料的量子效應
一個國際研究組利用「掃描隧道顯微鏡」技術直接觀測到一種特殊超導材料中令人意外的量子效應,並發現了特定雜質如何摧毀其超導性能。傳統超導材料都需要在很低的溫度下實現,約十年前科研人員發現一種含鐵材料在相對高一些的溫度下也可實現超導,吸引了大量研究人員的關注。
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...譜學研究新進展:三維原子尺度上測定鐵基超導材料的同位素效應
近日,中國科大國家同步輻射實驗室吳自玉教授領導的研究小組和陳仙輝領導的小組利用X射線吸收譜學,在三維原子尺度上研究了鐵基超導材料的同位素效應,取得了重要進展。這一成果發表在4月29日自然出版集團(NPG)的Scientific Reports(科學報告)上。 自2008年鐵基超導材料被發現以來,一直是凝聚態物理的重要研究熱點之一。
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違反常規的現象:超導!了解一下超導磁體和超導的原理吧!
於是,他發表論文,向世界宣布,他發現了低溫下材料的「零電阻」現象。這種材料取名「超導材料"」。由於這一發現,他獲得1913年諾貝爾物理獎。科學家通過研究,發現許多金屬及其合金在接近絕對零度(零下273.15℃)時,都有超導現象。現在已發現的超導材料有幾千種,但是能拉成絲做成電纜的超導材料並不多。最後,科學家篩選出兩種可以拉成極細長絲的超導材料,做成超導電纜,它們是「鈮鈦合金」和「鈮三錫合金」。
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物理所鐵基高溫超導機理的中子散射研究取得進展
高溫超導機理一直是凝聚態物理前沿研究中的一個重要課題。在目前已發現的銅氧化物和鐵砷化物兩大高溫超導家族中,母體均具有長程反鐵磁序,隨著空穴/電子摻雜的引入而壓制靜態反鐵磁序並出現高溫超導電性,而動態的反鐵磁漲落則存在於整個相圖區域。這一圖像促使人們相信反鐵磁漲落在高溫超導微觀機理中扮演著不可或缺的角色,但如何理解磁激發與超導電性之間的關係卻存在許多疑問。
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絕緣狀態是高溫超導性的前身?找到室溫超導材料,將引發技術革命
近幾十年來,科學家們在探索和解釋高溫超導體(high- tc)方面進行了大量的研究,高溫超導體是一類在高溫下表現為零電阻的材料。現在,來自美國、德國和日本的一組科學家在《自然》上解釋了扭曲雙層石墨烯中的電子結構如何影響這些系統中絕緣狀態的出現,而絕緣狀態是高溫材料超導性的前身。
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中國成功掌握鐵基超導技術,打破世界紀錄,日本終究成了過去式
不過,超導真的有這麼神奇嗎?真的能夠為人類提供改變世界的力量,讓人類可以得到更快更強的發展嗎?也就是汞在極低的溫度之下,其電阻會消失成超導狀態。而隨後科學家們就不斷的去向超導體的材料方面研究,在1913年諾貝爾物理學獎授予了卡莫林昂內斯,原因便是他發現了超導體。