俄羅斯科學家發現影響超導臨界溫度的新因素

俄羅斯科學院烏拉爾分院固態化學研究所的研究小組，對含氧超導復合材料生成過程中影響其超導臨界溫度的因素進行了研究。研究結果為新材料的研制開辟了道路，并可能在多個領域引發技術飛躍。
   
    固態化學所的研究小組把研究的重點放在含氧鐵基超導復合材料上。這種材料的結構中，金屬鐵層同非金屬層之間由氧化物層填充。這些超導材料的一個最大特點就是無法計量氧原子的化學當量，也就是說，氧原子在化合物中的分布是無規律的。通過改變超導材料結構中氧原子的當量能夠對超導材料的臨界溫度產生影響。因此，研究這種關系的規律，將有助于合成具有足夠高臨界溫度的超導材料。
   
    不久前，固態化學研究所的研究小組在試驗過程中發現，在鐵基超導復合材料的層狀系統中提高氧原子的空缺數量（晶格局部應當是氧原子的位置空缺），超導材料的臨界溫度下降明顯，從37K（-236.15攝氏度）下降到20K 。
   
    為了弄清楚氧原子空缺如何影響超導材料的結構和導電屬性，俄羅斯研究人員借助于理論數學，對理想的氧原子相位缺失系統進行了研究。計算結果表明，超導材料的結構和穩定性受氧原子空缺的影響。如果氧原子空缺處在化學分子式2C的位置上，那么將保留具有最初化學當量的晶體結構。反之，如果氧原子空缺處在4F的位置上，那么將破壞最初的晶體結構。所以，氧原子的空缺往往出現在2C位置，因為過多出現在4F的氧原子空缺將會使超導體變得很不穩定。
    俄羅斯研究人員還表示，僅僅依靠分子式中氧原子缺失位置還不能足以解釋氧原子缺失系統對超導材料明顯降低臨界溫度的影響。降低超導材料臨界溫度的過程中，有可能改變了存在于氧缺失鐵基超導復合材料多層系統中電子的屬性。這些問題還需要在進一步的研究中得到解答。