Oda sıcaklığı süper iletkeni geliyor mu? Yeni yöntem, süper iletken malzemelerde daha yüksek geçiş sıcaklıklarına ulaşabilir!
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme: Fizik
Houston Üniversitesi'nden araştırmacılar, süper iletken malzemelerin geçiş (geçiş) sıcaklığını artırmak ve süper iletkenlerin çalışma sıcaklığını artırmak için yeni bir yöntem bildirdi. Proceedings of The National Academy of Sciences'da yayınlanan çalışmanın sonuçları, bunun daha önce hiç keşfedilmemiş yüksek sıcaklıkta süperiletkenliğe ulaşmanın bir yolu olduğunu ve enerji üreticileri ve tüketicileri için olduğunu gösteriyor. Pek çok potansiyel fayda sağlar. Elektrik akımı süper iletken malzemelerden dirençsiz geçebilirken, geleneksel iletim malzemeleri elektrik kaynağı ile son kullanıcı arasında% 10'a kadar enerji kaybeder. Oda sıcaklığında veya yakınında çalışan süper iletkenlerin bulunması (mevcut süper iletkenler soğutma sıvısı gerektirir), kamu hizmetlerinin ihtiyaç duyulan yakıt miktarını artırmadan, karbon ayak izini azaltmadan ve şebeke güvenilirliğini ve verimliliğini artırmadan daha fazla elektrik sağlamasına olanak tanır.
Brocade Park-Bilimin Popülerleştirilmesi: Yeni yöntem kullanılarak test edilen malzemeler için, geçiş sıcaklığı oda sıcaklığının altında kalsa da katlanarak artar. Teksas Süperiletkenlik Merkezi Üniversitesi'nin baş bilim adamı ve makalenin ilgili yazarı Paul C.W. Chu şunları söyledi: Bu yöntem, yüksek sıcaklıklarda süperiletkenleri bulmak için yeni bir yöntem sağlar. Paul C.W. Chu bir fizikçi ve Oltempel Üniversitesi'nde bilim bölümünün başkanıdır. Ekibi tarafından 1994 yılında belirlenen kararlı yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin şu anki kaydı 164 Kelvin (-109.15 ° C) olup, yaklaşık olarak eksi 164 ° F (-108.8888889 ° C). Süperiletken cıva tabanlıdır.Bu yeni araştırma çalışması için test edilen bizmut malzeme daha az toksiktir ve tahmin edilen ilk sıcaklık 70 Kelvin'e düştükten sonra, geçiş sıcaklığı beklenmedik bir şekilde eksi 297 Fahrenheit olan 90 Kelvin'in üzerine çıkmıştır. . Bu araştırmanın amacı, sıcaklık ve katkılama arasındaki ilişkiyi anlayarak süperiletkenlerin geçiş sıcaklığının tahmin edilebileceğini kabul eden bir ilke oluşturmaktır.
- Araştırmacı Liang Zideng (solda) ve Texas Süperiletkenlik Merkezi'nin (UH) kurucu direktörü Paul Chu, süperiletkenliği ölçmek için kullanılan minyatür bir elmas örs hücresi (mini-DAC) üzerinde çalıştı. Resim: Audrius Brazdeikis
Doping, elektriksel özelliklerini değiştirebilen az miktarda element ekleyerek malzeme değiştirme yöntemidir.Ayrıca sıcaklık ve fiziksel basınç arasındaki ilişkiyi de tahmin edebilir. İlke, doping veya basınç artmaya devam etse bile, geçiş sıcaklığının belirli bir seviyeye yükseleceğine ve ardından düşmeye başlayacağına inanmaktadır. TcSUH araştırmacısı Liang Zideng (transliterasyon), Paul C.W. Chu ile birlikte, bu makalenin ilk yazarıdır.Süperiletken geçişin sıcaklığının düştükten sonra tekrar yükselip yükselmeyeceğini görmek için daha önce araştırılan seviyedeki baskıyı artırma fikrini önerdi. Başarılı oldu. Bu, süperiletken geçişin sıcaklığını artırmanın yeni bir yolunu gösterdi. Daha yüksek basınç, test edilen bileşiğin Fermi yüzeyini değiştirdi.Araştırmacılar, basıncın malzemenin elektronik yapısını değiştirdiğine inandılar. Test edilen süper iletken numunenin genişliği 0,1 mm'den az; Araştırmacılar, bu kadar küçük bir numunenin süper iletken sinyalini manyetizasyon ölçümünden tespit etmenin zor olduğunu ve manyetizasyon ölçümünün süperiletkenlik için en güvenilir test olduğunu söyledi.
Geçtiğimiz birkaç yıl içinde, laboratuvardaki meslektaşlar, 500 MPa'yı aşan bir basınçla süper iletken bir numuneden çok küçük bir mıknatıslanma sinyalini tespit etmelerine olanak tanıyan ultra hassas bir mıknatıslanma ölçüm teknolojisi geliştirdiler. Bu deneylerde araştırmacılar doyma noktasını gözlemlemediler, yani basınç arttıkça geçiş sıcaklığı yükselmeye devam edecek. Araştırmacılar, süper iletken özelliklere sahip olduğu bilinen farklı bizmut bileşiklerini test ettiler ve yeni yöntemin her bir bileşiğin geçiş sıcaklığını büyük ölçüde artırdığını buldular. Araştırmacılar, bu teknolojinin tüm süperiletkenler için geçerli olup olmadığının belirsiz olduğunu, ancak üç farklı formülasyona uygulanabilir olması umut getiriyor. Ancak pratik uygulamalarda yüksek basınçla süperiletkenliği artırmak pratik değildir. Bir sonraki adım, stres olmadan kimyasal doping yoluyla aynı etkiyi elde etmenin bir yolunu bulmak olacaktır.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Houston Üniversitesi
Jeannie Kever, Houston Üniversitesi
Referans dergi literatürü: Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri
DOI: 10.1073 / pnas.1819512116
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
