铌显示非金属属性 Nanoclusters 在超冷温度的

什么时候不是金属金属?

日记帐科学的 5月 23日问题回答说与金属铌毫微米缩放比例字符串显示的这个惊奇的工作情况的帐户的问题。 当字符串冷却对在 20 度以下凯尔文时,在他们的电荷突然转移,创建叫作偶极的结构。

“这是非常奇怪的,因为金属不应该能执行此”,说瓦尔特 de Heer,一位教授在物理学校在乔治亚在事宜发布的本文的技术研究所和共同执笔者的在科学。 “这些字符串变得本能地对立,当电子没有明显的原因移动向这个字符串的一个端。 每个字符串的一个端变得带负电荷,并且另一个端变得带阳电荷。 字符串锁定到该工作情况并且坚持那个方式”。

到目前为止此铁电的现象在铌、钒和钽 - 以批量形式变得超导在大致同样的温度的三种过渡金属字符串被观察了研究员观察偶极的形成在微小的字符串的。 De Heer 相信此发现将打开一个新的研究领域 - 并且提供提示向超导性的奥秘。

散装金属 - 和甚而在室温的铌字符串 - 电荷相等地通常被分配在这个范例中,除非一个电场是应用的。 但是在 de 创建的 200 个铌原子字符串 Heer 和合作者拉米罗莫罗,小山 Xu 和 Shuangye Yin,更改,当冷却微粒少于 20 度凯尔文。

乔治亚技术研究员发现了中断此 “自发的对称”,当搜索超导性的符号在毫微米缩放比例字符串时的。 它是完全地意外的 -,并且 de Heer 承认他没有它的说明。

“当这发生时,从金属原子做的这些微粒不再正常运行,好象他们金属的”,他说。 “某事从金属更改微粒到其他”。

对最小的字符串,偶极作用的力量根据范围显著变化。 而那些由 15 个原子制成显示少许作用,字符串组成由 14 个原子显示严格的作用。 在 30 个原子上,与原子的偶数的字符串比与原子的奇数的字符串显示更加严格的偶极作用。

“非常地请构建事态对此进程”, de Heer 说。 “一块零钱可能影响相变的位置相当深刻地,并且原子的确切的排列确实要紧对这些系统”。

他归因于范围区分数量范围政权,与关于怎样的限制有关电子可能移动非常小的字符串。

De Heer 不看到坚实的 “情况证据”,但是固定的证明,这种现象被连接到在这些金属的超导性。

“我们的假定是在粒状材料的超导性与偶极的自发生产有关在小颗粒的”,他说。 “这时,它是情况证据 - 同样材料和同一个温度政权和发生在两个的多的相变。 通过学习几种不同的金属,我们发现是超导散装的那些有此作用,并且不超导的那些没有它。 那加强我们的信仰这在某个方面被连接到我们不了解的超导性”。

要生产和学习微小的字符串,研究员使用包括激光、大真空箱、液体氦气和能一台特殊地被设计的探测器计数和分析几每时数百万个微粒的定制的用具。

首先,激光瞄准在真空箱内被暂挂的铌标尺。 从激光的脉冲汽化铌,创建金属蒸气云彩。 非常冷氦气气体流然后被注射到这个房间,造成铌气体凝聚到变化的范围微粒。 受到来自超冷氦气的压力,微粒通过在房间的墙壁的一个小的漏洞退出,创建通过在二个金属板之间在击中这台探测器前微粒的一架一毫米喷气机。

在间隔分开一分钟,金属板加强与 15,000 伏特,创建一个严格的电场。 这个域与被对立的铌 nanoclusters 配合,造成他们偏转远离这台探测器。 非偏振的字符串在这条射线保持和由这台探测器计数

通过比较探测器读数,当牌照被加强读数时,当域不是应用的时,研究员了解哪些字符串运载这个偶极。 在每个实验期间,微粒的持续生产允许 de Heer 的研究小组收集关于百万的数据微粒。 通过变化温度和电压,他们学习这些更改的影响对这个作用。

到目前为止,他们详细学习了 200 个原子字符串,虽然 de Heer 相信这个作用在更大的字符串,或许 500 个原子应该继续或者多达 1,000。

“这是期初什么根本地将是一个非常扣人心弦的故事”,他说。 “我们一定有执行很多的工作”。

这个研究由美国国防部、国家科学基金会和乔治亚技术研究所赞助了。

张贴 2003年nd 5月 22日

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

Last Update: 12. June 2013 01:38

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