以色列科学家开发出光控超导材料

时间:2012-8-31 9:23:14  来源:科学网


据每日科学网828日(北京时间)报道,以色列科学家日前开发出一种超导材料,通过光线照射就能改变临界温度。借助这种技术有望开发出一种不发热、环保的高效存储设备。相关论文发表在学术刊物《应用化学》和《自然·纳米技术》杂志上。

铜、银等传统导体在传输电子的过程中会导致自身发热,从而造成一定的能源浪费,而超导体则会完全避免这种情况的发生。但制造出一个真正的超导体并使其在现实中获得应用并不简单。高温超导体这一概念提出已有20多年,找到合适的超导材料并对其进行控制仍是一大难题。

对超导体而言,温度是一个至关重要的因素,超导材料只有达到临界温度后才具有超导性能。长期以来,科学家都在寻找改变超导材料临界温度的方法,以使它们更加实用。化学掺杂法便是其中一种,这种方法通过向原材料中增加或去除部分物质来改变超导材料的临界温度和导电性能。

以色列特拉维夫大学的科研人员找到了更为简单的方法。该校物理和纳米科技中心教授约拉姆·达干和团队通过独特设计,使用紫外线和可见光等不同类型的光线,改变了超导材料的临界温度。他们在一种超导材料的薄膜上增加了一层50纳米厚有机分子薄膜,当光线照射在薄膜上时,这些有机分子会发生拉伸,形状也会发生相应改变,从而使超导膜的性质发生改变。更重要的是,它能改变超导材料的临界温度。

研究人员对3种不同的分子薄膜进行了测试。第一种在被光线照射时,能够增加超导薄膜的临界温度;第二种在被紫外线照射时能使超导材料的临界温度增高,在被可见光照射时临界温度则会降低;第三种通过简单的开启或关闭光线就能改变超导薄膜的临界温度,当被光线照射时,临界温度升高,关闭光线时临界温度则会降低。

达干称,该发现相当于找到了控制超导材料临界温度的旋钮。其意义在于改变了传统超导材料研究只将注意力集中在改变超导材料本身温度的思路,为超导技术的应用和改进提供了新的可能。

总编辑圈点

 几十年来,科学家一直致力于研制室温下也能工作的超导材料。之前大家的思路都是尝试新的物质。比如中国近年研制的铁基超导材料就引起全球关注。而以色列科学家另辟蹊径,用不同波长的光线来控制有机分子形状,从而改变超导材料薄膜的形状,升高其临界温度。这种技术虽然只对薄膜材料有效,但它会激发出更多创意。超导电路最终摆脱冷却装置的方式,很可能超出我们的想象。