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第二十一章 常溫超導(第1頁)

近年來,【磁約束】可控聚變技術的突破,最主要還是得歸功于超導材料的發現。

超導這個概念的本質就是實現材料電子的自由移動,即電阻為零,完全抗磁性。

現如【低溫超導】技術已經成熟,科學家們正在攻克的是【常溫超導】技術。

對于【常溫超導】所選用的材料,亦或是設計稿,近代被各科學們提出的很多,但受限于工業制備和實驗條件,沒有辦法得到很好的發展。

夏安花時間研究了一下【超導材料】的發展曆程。

1911年,heikekar-onnes在溫度42k(-26897c)時用液氦冷卻汞時發現汞的電阻為零,發現了超導電性規律。

1933年,菲爾德和邁斯納發現超導體冷卻達到轉變溫度時,不僅電阻完全消失,還會出現抗磁性:磁感線從超導體中排出,不能通過超導體。

1973年,科學家發現了保持了近十三年記錄,超導轉變溫度為324k(-24992c)的超導合金——铌鍺合金。

1986年,美國貝爾實驗室研究出了打破液氫40k的溫度障礙,臨界溫度為40k(-23515c)的超導材料。

1987年,美國華裔科學家朱經武和中國科學家趙忠賢陸續把钇-鋇-銅-氧轉變溫度提高到了90k(-18515c),從而發現了高溫超導體材料,打破了液氮77k的“溫度堡壘”。

1988年,日本實現了液氮溫區超導體的理想,研發出了轉變溫度為110k(-16515c)的超導材料bi-sr-cu-o。轉變溫度達零下15015c的铊系化合物超導材料和轉變溫度達零下14015c的汞系化合物超導材料相繼被發現,高壓條件下的汞轉變溫度能達到164k(-11115c)。

2007年2月,日本東京工業大學細野秀雄教授和其合作者發現了轉變溫度為(-25115c)的氟摻雜镧氧鐵砷化合物。

2008年3月25日和3月26日,中國科技大學陳曉輝研究組和中國物理所研究組發現了突破麥克米蘭極限溫度,轉變溫度為(-23315c)的非傳統超導材料。

2014年,中國科學院物理研究所的程金光、雒建林等人發現第一個cr基高壓超導體cras,臨界溫度為2k(-27115c),壓力為8kbar。

2015年4月,浙江大學系曹光旱研究組發現第一種常壓下的鉻基砷化物超導體k2cr3as3,臨界溫度為61k(-26705c)。同年,中國科學院物理研究所的程金光、雒建林等人發現第一個n基高壓超導體np,臨界溫度為(-27215c)1k,壓力為8gpa。

2015年,德國的apdrozdov和ierets宣布在硫化氫中發現203k超導零電阻現象,但需要施加高壓到220萬個大氣壓。這個數值突破了銅氧化物材料保持多年的164k(-10915c)記錄。

2018年,美國的曹原和pablojarillo-herrero發現雙層“魔轉角”的石墨烯在門電壓調控下可以出現1k(-27215c)左右的超導電性。其中和超導相關的物理特性與銅氧化物高溫超導非常類似,從而有可能在幹淨的二維材料中完美模拟高溫超導現象。

2019年,德國的apdrozdov和ierets等宣布la-h化合物在150萬個大氣壓可以實現215k(-5815c)的超導電性,美國的ayazu研究組緊接着宣布lah10在190萬個大氣壓下可以出現260k(-1315c)以上的超導,這是目前超導臨界溫度的最高記錄。

2019年,美國斯坦福大學的hhwang和李丹楓等人在nd08sr02nio2薄膜樣品實現15k(-25815c)左右的超導電性,第一個鎳基超導體宣布被發現。

2020年12月,美國加州大學聖芭芭拉分校的sdwiln團隊宣布在具有籠目結構的av3sb5(a=k,rb,andcs)體系發現25k(-27065c)左右超導電性。

2023年7月,中山大學物理學院王猛團隊宣布在la3ni2o7單晶樣品中發現高壓誘導的約80k(-19315c)超導電性(壓力為14gpa),鎳基超導體臨界溫度正式突破了液氮溫區。

惡補了【超導】材料發展曆程的夏安,終于對這一項科技有了足夠的認知。

【這玩意兒的研發就是不斷試錯吧?!】

夏安感覺終于找到了自己的用武之地。

有什麼能比自己的【虛拟引擎】更方便的試錯工具麼?至少夏安自己想不出來。

壓力給到【材料部】經理夏國平,讓其收集今年來熱門的超導材料分子結構式,然後夏安就開始模拟這些材料的超導過程。

在放大超導過程的模型後,夏安直觀的感受到了超導材料在導電過程中的情況。

肉眼不可見的電子就像一個個乒乓球,在原子之間彈來彈去。由于力的作用是相互的,在電子彈動的同時,電子中富含的能量會不可避免的向原子核傳輸。

積少成多之後,原子核在電子的推動下也開始了運動。而這種運動基本上來說都是無規則的,也就是所謂的布朗運動。

随着功率越大,布朗運動就越劇烈,材料整體的溫度也會逐漸升高。

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