新技術無需高壓可大大提高超導臨界溫度

傳統超導體需要極低溫環境。圖為低溫超導體展示的磁懸浮現象。（ShutterStock）

【大紀元2021年07月21日訊】（大紀元記者高文森編譯報導）7月13日發表於《美國國家科學院院刊》（PNAS）的一份研究介紹說，從石墨製造人造鑽石的工藝獲得靈感，發明了一種技術，可以讓硒化鐵在大大高於標準臨界溫度，且無高壓的條件下也能維持超導體特性。

這個項目的負責人美國休士頓大學（University of Houston）的朱經武（Paul Chu Ching-wu）說：「我們借鑒了1955年發明的從石墨製造人造鑽石的技術。在高溫下向石墨施加高壓後，石墨會變成鑽石。在這之後，快速撤掉壓力，鑽石在沒有壓力的狀態下仍然維持它的形態。」

超導體是在特定溫度下，電阻為零的導體材料。這樣的材料在生成強磁場、提升發電效率、儲能等很多方面都有重要的用途。科學家不斷在探索使用各種材料實現超導特性，可是它們都需要在很低的溫度下才能實現。每種材料出現超導特性所需要達到的溫度叫做臨界溫度。

作為條件交換，有的技術配合使用很高的壓力，可以在一定程度上降低對低溫的要求。也就是說，現在的各種超導材料，或者需要很高的壓力，或者需要很低的溫度，但是總的來看各種材料在實際應用上所需要的條件仍然十分苛刻。

朱經武帶領的團隊把石墨製造人造鑽石的概念用於製造超導體材料，取得很好的效果。他們選擇硒化鐵作為實驗對象，因為這種材料在常壓狀態下的臨界溫度不算太低。

「硒化鐵是一種簡單的、對低溫要求不高的的超導材料，在常壓狀態下、9開爾文的溫度即可實現超導狀態。」朱經武說。

「我們向材料施加壓力後，其臨界溫度提升到40開爾文左右，幾乎提升了四倍。之後我們試著把壓力撤掉，看它能不能留住超導的狀態。結果我們辦到了。」

研究人員把這項發明稱為滅壓（pressure-quench）超導技術，能夠在大大高於標準臨界溫度下實現超導。這對推動超導體在各個領域的實際應用邁出了一大步。

責任編輯：葉紫微