科学家雅科夫·科佩列维奇、何塞·托雷斯、罗布森·达席尔瓦、费利佩·奥利维拉、玛丽亚·克里斯蒂娜·迪亚曼蒂尼、卡洛·特鲁根伯格和瓦莱里·维诺库报告了首次在环境压力下观察到石墨的全局室温超导性。研究小组发现,超导临界电流与正常状态电阻的倒数成正比,表明新兴超导性具有类似约瑟夫森结的性质。这一发现可能为技术的重大进步开辟道路。该团队的理论模型表明,在具有线性缺陷的堆叠材料中可以发现更多的室温超导材料。
1、石墨室温超导性的发现
1)包括 Yakov Kopelevich、José Torres、Robson da Silva、Felipe Oliveira、Maria Cristina Diamantini、Carlo Trugenberger 和 Valerii Vinokur 在内的一组研究人员报告了在解理的高取向热解石墨中观察到的整体室温超导性。这一发现意义重大,因为自发现以来,正常条件下的室温超导一直是物理学和材料科学的重大挑战。
2)该团队在环境压力、温度区间 4.5 K ≤ T ≤ 300 K 和垂直于石墨基面施加的磁场 0 ≤ B ≤ 9 T 下进行了多端测量。结果表明,超导临界电流Ic(T,B)受常态电阻RN(T,B)控制,因此Ic(T,B)与1/RN(T,B)成正比。
3)研究人员使用了透明胶带切割的热解石墨,该石墨带有切割过程中产生的皱纹。表面带有一束束间隔很窄的皱纹,每束皱纹之间的距离为 0.2 毫米。
4)该团队开发了一种在线性结构缺陷阵列中出现的整体超导理论。该理论很好地描述了实验结果,并证明全局超导性是由于底层伯纳尔石墨通过隧道耦合到三维(3D)材料的稳定效应而促进线性缺陷中超导颗粒的全局相干性而产生的。
2、与先前研究的比较:Tc ≈ 30 K 的 Ba─La─Cu─O 铜酸盐和 Tc 高达 93 K 的 Y─Ba─Cu─O 中高温超导性(HTSC)的发现,标志着 RTSC 探索的突破。然而,石墨是参与 RTSC 竞赛的另一种有前途的材料。各个实验小组还报道了石墨在高达 300 K 的温度下的局域超导性。
3、未来的影响:这项工作中探索的想法和概念并不局限于石墨。该团队开发的理论模型非常通用,可以指导在哪里寻找更多的室温超导材料。所揭示的基本原理是,堆叠材料中的线性缺陷会产生强烈的应变梯度波动,从而导致电子局部配对成凝结液滴,从而在平面中形成类似 JJA 的结构。然后通过连接超导液滴的隧道链路的效应建立全局超导性。如果液滴足够小,则可以预见相当高的临界超导温度。
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