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发现可能导致超导的薄膜精确工程电子设备的

Published on October 29, 2009 at 6:44 PM

使用做超导的薄膜层由层的精确度技术,美国能源部的物理学家 (DOE) Brookhaven 国家实验室识别单层负责对一个这样材料的能力变得超导,即,请运载电流没有能量损失。 这个技术,描述在 2009年 10月 30日,科学的问题,能用于设计与 “可调的”超导性的超薄的影片高效率电子设备的。

此图象显示薄膜是被建立的层由层分子束外延房间,显示的于艺术家影片综合进程的翻译。

“我们要回答关于这样影片的一个根本问题”,物理学家和组领导人伊冯 Bozovic 说 Brookhaven。 “即: 稀薄的罐头这部影片如何是和仍然保留高温超导性?”

稀释剂材料 (和高其对超导体的转变温度),极大其在超导性可以由外部电场控制的应用的潜在。 “此种控制是难达到与浓厚涂膜,因为一个电场比一毫微米不击穿到金属更多或如此”, Bozovic 解释了。

要测试薄限额, Bozovic 的组综合在高温超导的 cuprates 的一系列的影片 (铜氧化物) 基础上 - 运载当前没有能量损失,当冷却在某一转变温度下的材料 (Tc)。 因为锌知道抑制在这些材料的超导性,科学家系统地替代了少量的锌到其中每一块铜氧化物层。 锌的存在有一个抑制的作用的任何层将明显地被识别如重要对在这部影片的超导性。

“我们的评定向显示锌掺杂根本没有作用,除了,当安置在一块,明确定义的层。 当锌在该层,超导性显著被抑制了”, Bozovic 说。

Bozovic 的小组学习的材料是异常因为它包括二材料层,一个金属和一个绝缘,独自地不是超导体,但是相当陈列超导性在他们之间的界面 [请看见 http://www.bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/PR_display.asp?prID=822]。

如重要确定的层对超导性由锌替换件实验表示远离这个界面的第二块铜氧化物层。 科学家发现锌出现在该特殊层没有对超导性设置的转变温度的作用,大约 32 凯尔文 (- 241 摄氏),除了,当安置。 在后一种情况下,科学家观察了在转变温度的严重的下落对 18 凯尔文 (- 255 摄氏)。 对转变温度的减少提供该特殊层是 “热”那个负责对相对地高温在的一个清除指示哪超导性为此材料通常持续。

“我们现在有干净的实验证明高温超导性可能存在,未衰减,在一块铜氧化物层”, Bozovic 说。 “此情报产生重要输入对此现象的我们理论上的了解”。

Bozovic 解释,在材料他学习了,对于超导性是必需的电子实际上来自金属材料在界面下。 他们泄漏到在这个界面上的绝缘材料并且达到在该第二块铜氧化物层的关键级别。

但是原则上,他说,例如,有其他方式达到电子的同一浓度单层通过应用达到的掺杂电场。 那导致在评定 0.66 毫微米的一块铜氧化物层的高温超导性。

从一个实用的观点,此发现开张路径往生产有调整的电子设备或者可以由电或磁场控制的可调,超导的属性。

“电子设备已经消耗大部分我们的电用量 -,并且这快速地增长”。 Bozovic 继续了。 “明显地,我们在将来将需要少力量饥饿的电子”。 超导体,运行,不用能量损失 - 运行在更加温暖的特殊那些,更多实用的温度 - 可能是一种方式去。

Bozovic 的层由层综合方法和能力战略上修改单个层的构成也许也用于测试和可能控制涌现在层状材料之间的界面的其他电子现象和属性。

Last Update: 13. January 2012 09:00

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