日本科學家用新方法使絕緣體變為超導體

老徐

日本東北大學科學家在新一期英國《自然材料》雜志網絡版上報告說,他們利用一種被稱為場效應的新方法,首次成功地使透明的氧化物絕緣體轉變成了超導體.
東北大學在日前發布的新聞公報中介紹說,電流是否容易通過某種材料是由這種材料含有多少電傳導載體決定的.
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以往制作超導材料都采用化學方法,即向絕緣體中攙入各種各樣的物質,使材料中的電傳導載體數量逐漸增多,材料本身也會從絕緣狀態轉變為可有效導電的狀態,最后變成能在超低溫下表現出超導性能的材料.但是符合化學操作方法的材料種類非常有限,因此科學家正致力于尋找其他方法制造超導材料.
東北大學原子分子材料科學高等研究機構教授川崎雅司等人發現,利用場效應可以對電流進行調制,從而使絕緣體具備導電性能.所謂場效應是指用某種電場來調節材料電阻率,從而使材料中的電流受到調制.科學家以此為突破口進行了深入研究,研究中采用了一種名為鈦酸鍶單晶體的場效應晶體管材料.
利用場效應原理并經過一系列復雜操作,科學家使絕緣性的鈦酸鍶單晶體產生了大量電傳導載體,含量是以往場效應晶體管材料所能產生的電傳導載體最大量的10倍,這使鈦酸鍶單晶體在超低溫環境下電阻變成了零,由此轉變為超導體.
新聞公報說,鈦酸鍶是一種透明的氧化物絕緣體,通常用來制造人造寶石,其性質已被人們完全了解,所以被選中作為研究材料.事實上,用于產生超導體的新控制方法可適用于多種材料,為制造更多類型的超導材料開辟了道路.