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科学家发现工作在室温的超导体

http://jczs.sina.com.cn 2001年12月13日 00:00 电子工业科技信息中心

  [澳大利亚《每日航天》2001年11月28日报道]德州休斯顿大学的研究人员日前在实验中发现碳纳米管也具有超导电性,当温度达到水的沸点以上时,碳元素的微小管子可以近似零电阻导电。尽管它不是零电阻,但其却是迄今为止最接近零电阻的现象,其实验中结果与超导电性是完全一致的。

  这种纳米管可称为第一种工作在室温的超导体。目前还没有工作在绝对温度130度(-1
43摄氏度)以上的超导体。但如果某种材料能够在室温下传输电流而又无电阻,那么就不会有能量损失为热能。这就意味着可以实现更快的传输速度、能耗也更低,即电流以100%的效率长距离传输。

  研究人员在实验中研究了"多壁碳纳米管"中容纤维的磁场效应。其中,每个纳米管长1微米,直径几纳米,管壁厚为几个原子。这样的纳米管粘接在一起形成大约1毫米的椭圆管束。但管束不具有零电阻,研究人员认为这是由于这些微小管子的连接部分不可能成为超导体。而在这些管子内部,研究人员确实发现很多超导电性的细微迹象。例如,在绝对温度400度(127摄氏度)以上的情况下,当研究人员向管束加一磁场时,管束便产生一个自己的微弱的反向磁场。这种反应就是超导电性的一个标志。当研究人员从更高的温度开始冷却管束,然后撤去外部磁场时,管束仍保持磁性。如果不是有阻抗使其慢慢减弱的话,在管内通过的电流可能产生残留的磁场。

  显然,每一效应都可能有更客观的理解,但当管束的温度变化时,管束的变化方式也类似。这种相关性表明它具有超导性。

  研究人员指出,当某种材料的电子成对时,它就成为超导体。一般情况下,这些带负电子粒子互相排斥,但在带正电的晶体结构里,声子可帮助它们组成双数对。在碳纳米管中,这些声子的效率很高,这至少在理论上意味着它们在较高温度具有超导电性。


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