日本科学家用新方法使绝缘体变为超导体

老徐

日本东北大学科学家在新一期英国《自然材料》杂志网络版上报告说,他们利用一种被称为场效应的新方法,首次成功地使透明的氧化物绝缘体转变成了超导体.
- ]; v( _" @' N5 }# B7 N: B! N! V东北大学在日前发布的新闻公报中介绍说,电流是否容易通过某种材料是由这种材料含有多少电传导载体决定的.
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以往制作超导材料都采用化学方法,即向绝缘体中搀入各种各样的物质,使材料中的电传导载体数量逐渐增多,材料本身也会从绝缘状态转变为可有效导电的状态,最后变成能在超低温下表现出超导性能的材料.但是符合化学操作方法的材料种类非常有限,因此科学家正致力于寻找其他方法制造超导材料.
东北大学原子分子材料科学高等研究机构教授川崎雅司等人发现,利用场效应可以对电流进行调制,从而使绝缘体具备导电性能.所谓场效应是指用某种电场来调节材料电阻率,从而使材料中的电流受到调制.科学家以此为突破口进行了深入研究,研究中采用了一种名为钛酸锶单晶体的场效应晶体管材料.
& j* O1 ~ S9 w/ F/ m) a利用场效应原理并经过一系列复杂操作,科学家使绝缘性的钛酸锶单晶体产生了大量电传导载体,含量是以往场效应晶体管材料所能产生的电传导载体最大量的10倍,这使钛酸锶单晶体在超低温环境下电阻变成了零,由此转变为超导体.
新闻公报说,钛酸锶是一种透明的氧化物绝缘体,通常用来制造人造宝石,其性质已被人们完全了解,所以被选中作为研究材料.事实上,用于产生超导体的新控制方法可适用于多种材料,为制造更多类型的超导材料开辟了道路.