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物理学家发现超导“行为”开关


当一些超薄材料经历“向列相转换”时,行为其原子晶格结构会以解锁超导性的物理方式拉伸(如本概念图所示)。物理学家已经确定了这种重要的发现向列开关是如何发生在一种超导体中的。图片来源:麻省理工学院。超导

科技日报记者 张佳欣。开关

据《自然材料》杂志6月22日报道,行为麻省理工学院的物理研究人员发现了将超导体硒化铁转化为超导状态的新机制。与其它铁基超导体不同,发现硒化铁的超导转化涉及到原子轨道能量的集体转化,而不是开关原子自旋。这一突破为发现非常规超导体开辟了新的行为可能性。

在某些情况下(通常是物理极冷的),有些材料会改变其结构,发现以“解锁”新的超导超导行为。这种结构转换被称为“向列相转换”,开关物理学家怀疑它提供了一种新的方法来驱动材料进入超导状态,电子可以在没有摩擦的情况下流动。

现在,研究人员已经确定了一种超导体如何经历向列相转变的关键,这与许多科学家的假设形成了惊人的对比。

研究人员发现,这种二维材料是温度最高的铁基超导体,在70开尔文(接近零下203℃)的温度下会转化为超导状态。虽然仍然超冷,但这种变化温度高于大多数超导材料。

材料的超导电温度越高,在现实世界中的应用前景就越大,比如为更准确、更轻的核磁共振器或高速磁悬浮列车实现强大的电磁铁。在其他铁基超导材料中,科学家观察到,当单个原子突然将其磁自旋转到协调和首选的磁方向时,就会发生这种变化。

研究人员发现硒化铁是通过一种新的机制转移的。他们使用超薄、毫米长的硒化铁样品,并将其粘在薄钛带上,通过物理拉伸钛带模拟向列相转换过程中的结构拉伸,从而拉伸硒化铁样品。

结果表明,硒化铁中的原子没有经历自旋协调转移,而是经历了轨道能量的集体转移。这种微妙的区别为发现非传统超导体打开了一扇新的大门。

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