鈮顯示非金屬屬性 Nanoclusters 在超冷溫度的

什麼時候不是金屬金屬?

日記帳科學的 5月 23日問題回答說與金屬鈮毫微米縮放比例字符串顯示的這個驚奇的工作情況的帳戶的問題。 當字符串冷卻對在 20 度以下凱爾文時,在他們的電荷突然轉移,創建叫作偶極的結構。

「這是非常奇怪的,因為金屬不應該能執行此」,說瓦爾特 de Heer,一位教授在物理學校在喬治亞在事宜發布的本文的技術研究所和共同執筆者的在科學。 「這些字符串變得本能地對立,当電子沒有明顯的原因移動向這個字符串的一個端。 每個字符串的一個端變得帶負電荷,并且另一個端變得帶陽電荷。 字符串鎖定到該工作情況并且堅持那個方式」。

到目前為止此鐵電的現象在鈮、釩和鉭 - 以批量形式變得超導在大致同樣的溫度的三種過渡金屬字符串被觀察了研究員觀察偶極的形成在微小的字符串的。 De Heer 相信此發現將打開一個新的研究領域 - 并且提供提示向超導性的奧秘。

散裝金屬 - 和甚而在室溫的鈮字符串 - 電荷相等地通常被分配在這個範例中,除非一個電場是應用的。 但是在 de 創建的 200 個鈮原子字符串 Heer 和合作者拉米羅莫羅,小山 Xu 和 Shuangye Yin,更改,當冷卻微粒少於 20 度凱爾文。

喬治亞技術研究員發現了中斷此 「自發的對稱」,當搜索超導性的符號在毫微米縮放比例字符串時的。 它是完全地意外的 -,并且 de Heer 承認他沒有它的說明。

「當這發生時,從金屬原子做的這些微粒不再正常運行,好像他們金屬的」,他說。 「某事從金屬更改微粒到其他」。

对最小的字符串,偶極作用的力量根據範圍顯著變化。 而那些由 15 個原子製成顯示少許作用,字符串組成由 14 個原子顯示嚴格的作用。 在 30 個原子上,與原子的偶數的字符串比與原子的奇數的字符串顯示更加嚴格的偶極作用。

「非常地请構建事態對此進程」, de Heer 說。 「一塊零錢可能影響相變的位置相當深刻地,并且原子的確切的排列確實要緊對這些系統」。

他歸因於範圍區分數量範圍政權,與關於怎樣的限制有關電子可能移動非常小的字符串。

De Heer 不看到堅實的 「情況證據」,但是固定的證明,這種現象被連接到在這些金屬的超導性。

「我們的假定是在粒狀材料的超導性與偶極的自發生產有關在小顆粒的」,他說。 「這時,它是情況證據 - 同樣材料和同一個溫度政權和發生在兩個的多的相變。 通過學習幾種不同的金屬,我們發現是超導散裝的那些有此作用,并且不超導的那些沒有它。 那加強我們的信仰這在某個方面被連接到我們不瞭解的超導性」。

要生產和學習微小的字符串,研究員使用包括激光、大真空箱、液體氦氣和能一臺特殊地被設計的探測器計數和分析幾每時數百萬個微粒的定製的用具。

首先,激光瞄準在真空箱內被暫掛的鈮標尺。 從激光的脈衝汽化鈮,創建金屬蒸氣雲彩。 非常冷氦氣氣體流然後被注射到這個房間,造成鈮氣體凝聚到變化的範圍微粒。 受到來自超冷氦氣的壓力,微粒通過在房間的牆壁的一個小的漏洞退出,創建通過在二個金屬板之間在擊中這臺探測器前微粒的一架一毫米噴氣機。

在間隔分開一分鐘,金屬板加強與 15,000 伏特,創建一個嚴格的電場。 這個域與被對立的鈮 nanoclusters 配合,造成他們偏轉遠離這臺探測器。 非偏振的字符串在這條射線保持和由這臺探測器計數

通過比較探測器讀數,當牌照被加強讀數時,當域不是應用的時,研究員瞭解哪些字符串運載這個偶極。 在每個實驗期間,微粒的持續生產允許 de Heer 的研究小組收集關於百萬的數據微粒。 通過變化溫度和電壓,他們學習這些更改的影響對這個作用。

到目前為止,他們詳細學習了 200 個原子字符串,雖然 de Heer 相信這個作用在更大的字符串,或許 500 個原子應該繼續或者多達 1,000。

「這是期初什麼根本地將是一個非常扣人心弦的故事」,他說。 「我們一定有執行很多的工作」。

這個研究由美國國防部、國家科學基金會和喬治亞技術研究所贊助了。

張貼 2003年nd 5月 22日

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

Last Update: 12. June 2013 01:40

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