매우 찬 온도에 니오브 전시 비 금속 속성의 Nanoclusters

금속은 언제 금속이 아닙니까?

전표 과학의 5월 23일 문제점은 금속 니오브의 나노미터 가늠자 다발에 의해 과시된 의외 행동의 계정을 가진 질문 응답합니다. 다발이 켈빈 20 도 이하에 냉각될 때, 그(것)들에 있는 전기료는 갑자기 이동해, 쌍극자로 알려져 있는 구조물을 만드.

"이것은 아무 금속도 이것을 할기 수 있을 것입니다 가정되지 않기 때문에, 아주 이상합니다" 말했습니다, 발터 de Heer를 조오지아 공과 대학 및 과학에 있는 토픽에 간행된 서류의 공동 저자에 물리학의 학교에 있는 교수. "이 다발은 전자가 자발적으로 극화해, 다발의 1개의 측으로 명백하지 않은 이유로 움직이는 상태에서 됩니다. 각 다발의 1개의 측은 마이너스로 충전되게 되고, 상대방은 플러스로 충전되게 됩니다. 다발에 의하여 그 행동으로 잠그고 머뭅니다 그렇게."

이 ferroelectric 현상은 니오브, 바나듐 및 탄탈 - 대량 양식에서 거의 같은 온도에 superconducting 되는 3개의 전이 금속의 다발에서 이제까지는 연구원은 작은 다발에 있는 쌍극자의 대형을 관찰하다 관찰되었습니다. 이 발견이 연구의 새로운 필드를 - 열고 초전도성의 신비에 단서를 제공할 것이라고 De Heer는 믿습니다.

대량 금속에서 -와 실내 온도에 니오브 다발에서 조차 - 전기료는 견본을 통하여 일반적으로 전기장이 적용되면 않는 한 동등하게 분산됩니다. 그러나 입자가 20 미만 도 켈빈 냉각될 때 변경하는 de Heer와 합작자 Ramiro Moro, Xiaoshan Xu 및 Shuangye Yin가 만드는 200까지 니오브 원자의 다발에서.

조오지아 기술 연구원은 나노미터 가늠자 다발에 있는 초전도성의 표시를 찾고 있는 동안 이 "끊는" 자연스러운 대칭을 발견했습니다. 그것은 완전하게 예상치 않 - 그는 그것을 위한 아무 설명도 없다는 것을 de Heer는 승인합니다.

"이것이 일어날 때, 금속 원자로 만들어지는 이 입자는 더 이상 금속 이었다 처럼," 그를 말했습니다 작동하지 않습니다. "무언가는 다른 것으로 금속에서 바꿉니다 입자를."

가장 작은 다발을 위해, 쌍극자 효력의 병력은 규모에 따라 극적으로 변화합니다. 14의 원자로 구성된 다발은 15의 원자로 위로 만드는 그들은 소효과를 보여주는 그러나, 강한 효력을 디스플레이합니다. 30의 원자의 위, 원자의 짝수를 가진 다발은 원자의 홀수를 가진 다발 보다는 더 강한 쌍극자 효력을 디스플레이합니다.

"이 프로세스에 사정을 매우 구축하십시오," de Heer는 말했습니다. "미미한 변화 상전이의 위치에 오히려 깊이 영향을 미칠 수 있고, 원자의 정확한 배열은 이 시스템에 실제적으로 중요합니다."는

그는 금지와 관련있는 양 규모 정권에 전자가 아주 작은 다발에서 어떻게에 움직일 수 있는지 규모 감도를 돌립니다.

현상이 이 금속에 있는 초전도성에 연결되다, De Heer는 강한 "상황 증거," 그러나 단단한 증거를 보지 않습니다.

"우리의 가정,"는 그 말했습니다 대량 물자에 있는 초전도성에는 소립자에 있는 쌍극자의 자연스러운 생산 하고 어떤 관계가 있다 입니다. "이 때, 상황 증거 - 동일 물자 및 동일 온도 정권, 및 둘 다에서 생기는 괴상한 상전이입니다. 몇몇 다른 금속을 공부해서, 우리는 부피에서 superconducting 인 그들에는 이 효력이 있다는 것을 것을을 발견했습니다, superconducting 이지 않는 그들에는 그것이 없습니다. 그것은 이것이 우리가 아직." 이해하지 않는 초전도성에 어떻게 해서든지 연결되다 우리의 신념을 강화합니다

작은 다발을 생성하고 공부하기 위하여, 연구원은 레이저, 큰 진공 약실, 액체 헬륨 및 시간 당 몇몇 백만개 입자를 세고 성격을 나타낼 수 있습니다 특별히 디자인한 검출기를 포함하는 주문품 기구를 사용합니다.

첫째로, 레이저 광선은 진공 약실 안에서 붙들린 니오브 로드이라고 겨냥됩니다. 레이저에서 펄스는 금속 수증기의 구름을 만드는 니오브를 기체화합니다. 아주 찬 헬륨 가스의 스트림은 다양한 규모의 입자로 압축하는 니오브 가스가 원인이 되는 약실로 그 때 주사됩니다. 매우 찬 헬륨의 압력으로, 입자는 2개의 금속 격판덮개 사이에서 검출기를 명중하기 전에 통과하는 입자의 1날 밀리미터 넓은 칠흑을 만드는 약실의 벽에 있는 작은 구멍을 통해서 나갑니다.

간격으로 따로따로 1 분, 금속 격판덮개는 강한 전기장을 만드는 15,000 볼트로 격려됩니다. 필드는 검출기에서 멀리 빗나가게 되는 그(것)들이 원인이 되는 극화한 니오브 nanoclusters와 상호 작용합니다. 비분극 다발은 光速에서 남아 있고 검출기에 의해 세어집니다

검출기 독서를 비교해서 아무 필드도 적용될 때 격판덮개가 독서에 대하여 격려되는 동안, 연구원은 어느 다발이 쌍극자를 전송하는지 배웁니다. 입자의 지속적인 생산은 de Heer 연구단이 각 실험 도중 입자의 수백만에 데이터를 모이는 것을 허용합니다. 온도 및 전압을 변화해서, 그(것)들은 효력에 대한 이 변경의 충격을 공부합니다.

지금까지, 그(것)들은 효력은 더 큰 다발, 500 아마까지 원자에서 또는 1,000 정도 계속해야 한다고 de Heer가 믿더라도, 200까지 원자의 다발을 상세히 공부했습니다.

"이것은 아주 활발한 이야기는 궁극적으로일 무엇," 그의 다만 처음 말했습니다입니다. "우리는 확실히 있습니다 할 것이다 많은 일이."

연구는, 국립 과학 재단 및 조오지아 공과 대학 미국 국방부에 의해 후원되었습니다.

2003년 5월nd 22일 배치하는

Date Added: Nov 18, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 01:54

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