俄羅斯科學(xué)家發(fā)現(xiàn)影響超導(dǎo)臨界溫度的新因素

俄羅斯科學(xué)院烏拉爾分院固態(tài)化學(xué)研究所的研究小組，對含氧超導(dǎo)復(fù)合材料生成過程中影響其超導(dǎo)臨界溫度的因素進(jìn)行了研究。研究結(jié)果為新材料的研制開辟了道路，并可能在多個領(lǐng)域引發(fā)技術(shù)飛躍。
   
    固態(tài)化學(xué)所的研究小組把研究的重點放在含氧鐵基超導(dǎo)復(fù)合材料上。這種材料的結(jié)構(gòu)中，金屬鐵層同非金屬層之間由氧化物層填充。這些超導(dǎo)材料的一個最大特點就是無法計量氧原子的化學(xué)當(dāng)量，也就是說，氧原子在化合物中的分布是無規(guī)律的。通過改變超導(dǎo)材料結(jié)構(gòu)中氧原子的當(dāng)量能夠?qū)Τ瑢?dǎo)材料的臨界溫度產(chǎn)生影響。因此，研究這種關(guān)系的規(guī)律，將有助于合成具有足夠高臨界溫度的超導(dǎo)材料。
   
    不久前，固態(tài)化學(xué)研究所的研究小組在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，在鐵基超導(dǎo)復(fù)合材料的層狀系統(tǒng)中提高氧原子的空缺數(shù)量（晶格局部應(yīng)當(dāng)是氧原子的位置空缺），超導(dǎo)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(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電屬性，俄羅斯研究人員借助于理論數(shù)學(xué)，對理想的氧原子相位缺失系統(tǒng)進(jìn)行了研究。計算結(jié)果表明，超導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性受氧原子空缺的影響。如果氧原子空缺處在化學(xué)分子式2C的位置上，那么將保留具有最初化學(xué)當(dāng)量的晶體結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)。所以，氧原子的空缺往往出現(xiàn)在2C位置，因為過多出現(xiàn)在4F的氧原子空缺將會使超導(dǎo)體變得很不穩(wěn)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(tǒng)對超導(dǎo)材料明顯降低臨界溫度的影響。降低超導(dǎo)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(dǎo)復(fù)合材料多層系統(tǒng)中電子的屬性。這些問題還需要在進(jìn)一步的研究中得到解答。