奈米簇可能成為新的超導體
- 上線日期：2008/6/30 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網http://nano.nchc.org.tw/
高溫超導體家族即將再添一員。勞倫斯伯克萊實驗室的Vladimir Kresin、印第安那大學的Martin Jarrold以及他們在莫斯科藍道理論物理中心的合作者宣稱，他們已經找到証據顯示鋁奈米簇(nanocluster)在200 K時具有超導性，這個溫度比目前的最高記錄138K還高出許多。
超導性是指在臨界溫度以下，材料中的電子克服彼此之間的排斥力而形成庫伯對(Cooper pair)，因此能在材料中不受阻撓任意移動對。為了實際應用，研究人員希望能找到室溫高溫超導體，然而目前測量到最高的臨界溫度是銅氧高溫超導體的138K。
上述美俄團隊測量個別奈米簇的比熱變化，並在200K發現一個超導相轉變的比熱峰值。這個結果由莫斯科的Kresin與Yurii Ovchinnikov於2006年發表的理論加以分析。Kreshin表示，他們預測特定大小與成份的奈米簇會表現出高溫超導性。為配合實驗，他們針對含有45或47顆鋁原子的奈米簇進行計算，找出臨界溫度、Tc比熱峰值大小與寬度。結果與實驗吻合，證實在200K發現的確實是超體相變。
比熱變化是超導相變的重要證據，然而還需要觀察其他特徵如零電阻與超導抗磁性的麥斯納效應(Meisner effect)，以提供額外證明。Kresin推測上述結果可以用來建立以奈米簇為基本架構的隧穿網絡(tunneling network)。他表示，奈米簇間的約塞芬穿隧(Josephson tunneling)使電荷能透過網絡移動，因此我們可以在高溫下觀察到巨觀的超導電流流經奈米簇鍊。
研究人員正計劃研究鋁之外的金屬顆粒，期望找到更高的Tc，並透過光譜分析來研究奈米簇中的超導配對態。他們也將進行奈米簇網絡的特性計算，並認為它們具有比塊材超導體傳輸更大的電流潛力。詳見近期的arXiv。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/34281
譯者:孫士傑(高雄大學應用物理系)
- 相關附件: