高溫こうおんちょうしるべ

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高溫こうおんちょうしるべ英語えいごHigh-temperature superconductivityHigh Tcいちしゅ物理ぶつり現象げんしょうゆび一些具有較其他ちょうしるべ物質ぶっしつ相對そうたい較高てき臨界りんかい溫度おんどてき物質ぶっしつざいえきたいてき環境かんきょうさんせいてきちょうしるべ現象げんしょう

性質せいしつ[编辑]

高溫こうおんちょう導體どうたいHigh-temperature superconductorsこれちょうしるべ物質ぶっしつちゅうてきいち種族しゅぞくるい具有ぐゆう一般的結構特徵以及相對上適度間隔的どう氧化ぶつ平面へいめん。它們也被しょうさくどう氧化ぶつちょう導體どうたい。此族るいちゅういち化合かごうぶつちゅうちょうしるべせい出現しゅつげんてき臨界りんかい溫度おんどやめちょう導體どうたいちゅう最高さいこうてき

不同ふどうどう氧化ぶつざい常態じょうたい(以及ちょうしるべたい性質せいしつあいだ具有ぐゆう共同きょうどうてき特徵とくちょう;這些性質せいしつちゅう許多きょた無法むほう金屬きんぞくてき傳統でんとう理論りろんらい解釋かいしゃくどう氧化物的ぶってき一致性理論至今尚不存在,這項問題もんだい知的ちてき領域りょういき觸發しょくはつりょう許多きょた實驗じっけん方面ほうめんあずか理論りろん方面ほうめんてき研究けんきゅう工作こうさく使とく搞懂這個現象げんしょう背後はいごてき物理ぶつりがく原理げんりはん而遠超過ちょうか開發かいはつ室溫しつおんちょう導體どうたい這項目標もくひょう

歷史れきし[编辑]

かく类超导体てき发现ねん份与ちょう导临かい温度おんどいち览。

どう氧化ぶつちょう導體どうたいざい實驗じっけんじょうゆかり卡爾·まいやく翰內斯·かいとくだくしかいばらくび發現はつげんひさ兩人りょうにんてき研究けんきゅう成果せいかそく受到1987ねんだくかいなんじ物理ぶつりがくてき肯定こうてい

1987ねん臺灣たいわんてき美國びくに物理ぶつりがくしげるこんしゅけいたけしざい釔鋇どうけい材料ざいりょうじょう临界ちょう温度おんどひさげだかいた90K以上いじょうえき氮的“温度おんどかべ垒”(77K)也被突破とっぱりょう根據こんきょ權威けんいてき科學かがく引文索引さくいん資料しりょうWeb of Scienceゆかりしげるこんためだいいち作者さくしゃ共同きょうどう作者さくしゃ包括ほうかつきゅうひたすら大學だいがくしゅけいたけしてき論文ろんぶん"Superconductivity at 93 K in a new mixed-phase Y-Ba-Cu-O compound system at ambient pressure页面そん档备份そん互联网档あん)"1987ねん3がつ美國びくに物理ぶつり學會がっかいかん物理ぶつり評論ひょうろん快報かいほう發表はっぴょう以來いらい2018ねんやめかん論文ろんぶん引用いんよう超過ちょうかせんつぎ,這篇史上しじょうだいいち超越ちょうえつえきたい沸點ふってん溫度おんどかべるい」(77K, 絕對ぜったいれい以上いじょう)而將ちょうしるべ溫度おんどしたがえ30Kひさげますいた90K(攝氏せっし零下れいか183以上いじょうてき研究けんきゅう突破とっぱ1911ねんなな十多年的物理學研究瓶頸,ため臨界りんかい溫度おんどだか於77Kてき材料ざいりょうたたえため高溫こうおんちょう導體どうたいしもりょう定義ていぎただし於當ねん矚目,也被ゆびためちょう導體どうたい領域りょういき30年來ねんらいさい重要じゅうようてき先驅せんくいちしげるこんだんたいてき發現はつげんたい爾後じごちょう導體どうたいてき科學かがくあずか商業しょうぎょう應用おうよう頗具影響えいきょう[1][2][3][4][5][6][7][8]1987ねんそこ,铊-钡-钙-铜-氧系材料ざいりょうまた临界ちょう温度おんどてき记录ひさげだかいた125K。从1986ねん-1987ねんてきたんたんいちねんてき时间さと,临界ちょう温度おんどひさげだかりょうきん100K。

2015ねん物理ぶつり學者がくしゃ發現はつげん硫化りゅうかざい極度きょくどだかあつてき環境かんきょう(いたりしょう150GPa,也就やく150まん標準ひょうじゅん大氣たいきあつ),やく溫度おんど203K (-70 °C)かい發生はっせいちょうしるべ相變あいかわ[9]

2018ねんとくこく化学かがく发现じゅう氢化镧ざい压力170GPa,温度おんど250K(-23℃) ゆうちょう导性[10]

2020ねん,罗切斯特大学だいがくてきろう·すすむ亚斯(Ranga Dias)团队合成ごうせいりょう含碳硫化りゅうか氢系统(carbonaceous sulfur hydride),ざい267±10GPaてき压力最大さいだい临界温度おんど达到287.7±1.2K(约15℃),使ちょう导临かい温度おんどくび达到室温しつおんただし2022ねん遭遇そうぐうかん撤稿。[11]。2023ねん,该团队宣たたえざいいち种由氢、氮、组成てき材料ざいりょうちゅう实现りょう室温しつおんちょう导,且压りょくしょう对较てい,约10kbar(约大气压りょくてき 10000 ばい),远低于在室温しつおん工作こうさくてきちょう通常つうじょうしょ需要じゅようてきすうひゃくまん个大气压[12]

可能かのうてき论模がた[编辑]

高温こうおんちょう导和非常ひじょう规超导有两种具有ぐゆう代表だいひょうせいてき论。くびさきじゃく合理ごうり表明ひょうめいちょう导性げん于掺杂系统中てきはん铁磁旋涨落[13]すえ这个论,铜酸盐高温こうおんちょう导的はい对波函数かんすう应该具有ぐゆう dx2-y2 对称せいよし此,确定はい对波函数かんすう具有ぐゆう d なみ对称せい对于测试旋波动机せいいたり重要じゅうよう。也就说,如果高温こうおんちょう导 阶参すうはい对波函数かんすう具有ぐゆう d なみ对称せい,则可以排除はいじょあずか旋涨落相关的はい对机せい。 (铁基ちょう导体也有やゆう类似てき论证,ただし不同ふどうてき材料ざいりょう特性とくせいまこと不同ふどうてきはい对对しょうせい。) 其次,存在そんざい层间耦合模型もけいすえ该模がた,层状结构よし BCS がた(s なみ对称)ちょう导体组成以自ぎょう增强ぞうきょうちょう导性。 [14]つう过在ごと层之间引にゅう额外てき隧道すいどう相互そうご作用さよう,该模がた成功せいこうかい释了阶参すうてきかくこう异性对称せい以及 高温こうおんちょう导的现。よし此,为了解りょうかい决这个悬而未决的问题,进行りょう大量たいりょうてき实验,如光电子のう谱、かく共振きょうしん热测りょうとうまでこん为止てき结果棱两てきいち些报どう支持しじ 高温こうおんちょう导的 d 对称せい,而另いち些报どう支持しじ s对称。这种浑浊てきじょう可能かのうげん于实验证すえてき间接せい质,以及样品质量、杂质散、孪晶とう实验问题。 这个总结做了一个隐含的假设:ちょう导特せい以通过平均へいきん场理论来处理。它也ぼつゆうひっさげいたじょりょうちょう导间すきそと,还有だい个间すき,伪间すき。铜酸盐层绝缘てきちょう导体掺杂りょう层间杂质,使つかい它们なり为金ぞく以通过改变掺杂剂浓度らい最大さいだいちょう导转变温さい简单てきれい La2CuO4,它由交替こうたいてき CuO2 LaO 层组なり,纯时绝缘。とう 8% てき La Sr だい时,きさきしゃ充当じゅうとう掺杂剂,为 CuO2 层提供ていきょうそらあな,并使样品具有ぐゆう金属きんぞくせい。 Sr 杂质还充とう电子桥,实现层间耦合。从这张图へん发,いち些理论认为基本きほんてきはい相互そうご作用さよう仍然あずかこえてき相互そうご作用さよう,就像ざい具有ぐゆう库珀对的传统ちょう导体ちゅういち样。虽然掺杂てき材料ざいりょうはん铁磁せいてきただしそく使つかい百分之几的杂质掺杂剂也会在 CuO2 平面へいめんちゅう引入较小てき赝隙,这也よしごえ引起てき。间隙ずい电荷载流てき增加ぞうか而减しょう,并且とう接近せっきんちょう导间すき时,きさきしゃ达到最大さいだい值。しかきさき认为だか转变温度おんどてき原因げんいんよし于载りゅうてき渗透ぎょう为 - 载流遵循锯齿がた渗透みち主要しゅようざい CuO2 平面へいめんてき金属きんぞくいきちゅうちょくいた电荷密度みつど畴壁阻挡,ざいさと它们使用しよう掺杂剂桥またがえついたあい邻 CuO2 平面へいめんてき金属きんぞくいき当主とうしゅあきらかく具有ぐゆうじゃく键弯きょくりょく时达到转变温度おんど最大さいだい值,这会ざい层间掺杂剂处产生きょう电子 - こえ相互そうご作用さよう[15]

YBCO ちゅうてき D 对称せい[编辑]

提出ていしゅつりょうもと于 YBa2Cu3O7 (YBCO) 三晶环通量量化的实验,以测试高温こうおんちょう中有ちゅううじょさんすうてき对称せいとう库珀对穿过约瑟夫もり结或薄弱はくじゃく环节时,さいこうざい结界めん处探测顺じょさんすうてき对称せい[16]预计はん整数せいすうどおりりょうそく发磁ただのう发生ざい d 个对たたえちょう导体てき结上。ただしそく使つかい结实验是确定高温こうおんちょう导阶さんすう对称せいてき最强さいきょう方法ほうほう,结果也很模糊もこ。 J. R. Kirtley C. C. Tsuei 认为棱两てき结果高温こうおんちょう内部ないぶてき缺陷けっかんいん此他们设计了一个同时考虑清洁极限(无缺陷けっかんかず脏极げん最大さいだい缺陷けっかんてき实验。 [17]ざい实验ちゅうざい YBCO ちゅう清楚せいそ观察いた发磁,这支持しじりょう YBCO 中有ちゅううじょさんすうてき d 对称せいただしゆかり于 YBCO 是正ぜせい交的,它可能かのう固有こゆう混合こんごうりょう s 对称せいよし此,つう过进一步调整他们的技术,们发现 YBCO ちゅう存在そんざい约 3% てき s 对称せい混合こんごうぶつ[18]]此外,们发现在四方しほう Tl2Ba2CuO6 ちゅう存在そんざい纯 dx2-y2 阶参すう对称せい[19]

旋波动机せい[编辑]

つきかん这些年来ねんらい高温こうおんちょう导的つくえせい仍然存在そんざい很大そう议,主要しゅようよし缺乏けつぼう对这种强相互そうご作用さよう电子けい统的せい确理论计さんしか而,だい多数たすう严格てき论计さん包括ほうかつ现象がく图解方法ほうほうみやこすすむ磁涨落作为这些系统的はい对机せい定性ていせいかい释如

ざいちょう导体ちゅう,电子りゅう不能ふのう分解ぶんかい为单个电,而是よし许多たば缚电对组なりしょう为库珀对。ざい传统てきちょう导体ちゅうとう一个电子穿过材料使周围的晶格扭曲时,就会形成けいせい这些电子对,从而吸引きゅういん另一个电子并形成束缚对。这有时被しょう为“みずゆかこう应。まい个库珀对需要じゅよう一定的最小能量才能被置换,如果あきらかくちゅうてき热波动小于这个能りょう,则该对可以在耗散のう量的りょうてきじょう况下りゅう动。电子无阻りょくりゅう动的这种能力のうりょく导致りょうちょう导性。

在高ありだか Tc ちょう导体ちゅう,其机せいあずか传统ちょう导体极为相似そうじ不同ふどう处在于,ざい这种じょう况下,こえ实际じょう​​おこり作用さよう,它们てき作用さよう密度みつどだいせい所有しょゆうやめ知的ちてきつね规超导体きょうごえけい统一样,所有しょゆうやめ知的ちてきだか Tc ちょう导体きょう密度みつどなみけい统,于磁跃迁附近ふきんれい如反铁磁たいとう电子在高ありだか Tc ちょう导体ちゅううつり动时,它的旋会ざい其周围产せい密度みつど。这种密度みつどはん过来导致附近ふきんてき电子落入よしだい一个电子产生的自旋凹陷(さいつぎすいゆかこう应)。よし此,さいつぎ形成けいせいりょう Cooper 对。とうけい温度おんどくだてい时,かい产生さらてき密度みつど库珀对,さい终导致超导。请注意ちゅうい在高ありだか Tc けい统中,ゆかり于库仑相互そうご作用さよう,这些けい统是磁性じせいけい统,いん此电存在そんざい强大きょうだいてき库仑排斥はいせき。这种库仑排斥はいせき阻止そしりょう库珀对在どう一晶格位点上的配对。结果,电子てきはい对发せいざい邻近てきあきらかく位置いち。这就しょ谓的 d なみはい对,其中はい对状态在原点げんてんゆういち个节てんれい)。

れい[编辑]

高溫こうおんちょうしるべどう氧化ぶつちょう導體どうたい包括ほうかつYBCO--どう-化合かごうぶつとうみやこただしちょめいてき突破とっぱえき氮的「溫度おんどかべるい」(77K)てき材料ざいりょう

溫度おんど
ひらきなんじぶん
材料ざいりょう ちょう导体種類しゅるい
300 常溫じょうおん(27℃/80.6℉)  
278 H2S·CH4(含碳硫化りゅうかけい统,267±10 GPaだか压)[11] 含碳硫化りゅうかけい
250 LaH10じゅう氢化镧,170 GPaだか压)[10] 氢基
203 H2S (150 GPaだか压)[9]
195 いぬいてき昇華しょうかてん  
138 Hg
12
Tl
3
Ba
30
Ca
30
Cu
45
O
127
どう氧化ぶつ
110 Bi
2
Sr
2
Ca
2
Cu
3
O
10
BSCCO​(えい
92 YBa
2
Cu
3
O
7
YBCO
77 えきたい氮的沸點ふってん  
43 SmFeAs(O,F) てつもと
41 CeFeAs(O,F)
26 LaFeAs(O,F)
20 えきたい氫的沸點ふってん  
18 Nb
3
Sn
金屬きんぞく低溫ていおん
10 NbTi
4.2 Hg(
1.7 C(以1.1てきへん转夹かくしょう叠的两层石墨せきぼく 石墨せきぼく烯超导

まいり[编辑]

参考さんこう资料[编辑]

  1. ^ IN THE TRENCHES OF SCIENCE. ひもやく時報じほう. 1987-08-16 [2018-05-05]. (原始げんし内容ないようそん于2018-05-05). 
  2. ^ きゅうじゅうてき震撼しんかんしげるこんちょうしるべ物理ぶつり世界せかい. 遠見とおみ雜誌ざっし. 1988-07-15 [2018-05-05]. (原始げんし内容ないようそん于2018-05-05). 
  3. ^ Suspension Effect Astounds Scientists. ひもやく時報じほう. 1988-09-20 [2018-05-05]. (原始げんし内容ないようそん于2018-05-05). 
  4. ^ Method for making superconductor films. 1991-12-13 [2018-05-05]. (原始げんし内容ないようそん于2018-05-05). 
  5. ^ Heating up of Superconductors. 物理ぶつり評論ひょうろん快報かいほう. 2017 [2018-05-05]. (原始げんし内容ないようそん于2018-08-19). 
  6. ^ ちょう導體どうたいわが研究けんきゅうりょういちやから!」せんおとずれちょうしるべ物理ぶつりせんしげるこん. 《とぎゆうぶつ》. 中央ちゅうおう研究けんきゅういん. 2002-11-01 [2018-05-05]. (原始げんし内容ないようそん于2018-05-05). 
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