科学家揭开室温超导现象关键成因

英国剑桥大学科学家在近期出版的《自然》杂志上发表论文称，他们首次确定了室温超导的一个关键成因。

　　自从20多年前看到室温超导的可能性以来，追求室温超导一直是科学家的梦想。能够在室温下进行零损耗(阻力)传输的材料具有巨大潜力，可能的应用包括磁悬浮列车、高效磁共振成像仪、无损发电机、变压器和传输线以及功能强大的超级计算机等。

　　但不幸的是，科学家一直无法破译氧化铜材料是如何在极低温度下(如液氮中)成为超导体的。而目前已知的具有最高超导温度的材料，出人意料的竟然是陶瓷绝缘体。陶瓷绝缘体在“掺杂”前表现为磁体，但只要将电荷载体(空穴或电子)掺入后，陶瓷绝缘体开始神秘地表现出超导性能，其掺杂载体形成了可无损耗运送电子的超导对。

　　在此方面，研究人员一直面临的主要难题是：一种原先无法运送电子的磁体是如何转变成电子的完美导体———超导体的。剑桥大学的研究团队在这个问题上取得了重大进展。

　　研究人员发现，在超导性中扮演重要角色的电荷“空穴”载体源于氧化铜超导体的内部电子结构。这些发现对于下一步揭秘将空穴结合在一起的“胶”，并确定是什么使其能够超导至关重要。

　　研究的领导者苏奇特拉•塞巴斯蒂安博士评论说，过去实验的困难在于，一旦材料表现出超导特性，如何着手去了解其微观机制。超导特性给被研究的材料蒙上了一层“面纱”，隐藏了其内部工作机制，使实验探针无法触及。剑桥团队取得的重大进展则是使用了强磁场，推动空穴穿过超导罩，即磁通涡旋，在此区域超导性被破坏，藉此就能探求其基本电子结构。

　　研究人员已首次在高温超导体中找到了掺杂空穴载体“口袋”聚集在一起的电子结构位置。实验已在了解超导对如何在这些空穴“口袋”外形成方面取得了重要进展。通过准确定位这些超导体的电子结构中掺杂空穴聚集的地方，研究人员已能在以下两个重要方面获得深入的了解：
　　1.能够利用探针揭示空穴口袋位置和大小，这是决定这些粒子如何黏连形成超导的重要步骤。
　　2.实验已成功地进入磁性和超导性之间的区域：当超导面纱被部分揭开时，实验表明了形成空穴口袋的基础磁性的存在。