超導性的改變 將來可能誕生更高溫超導體

美國康奈爾大學的科學家發現，高溫超導體銅酸鹽中的原子距離變化可導致其超導臨界溫度不同，這一發現為研制更高溫的超導體帶來啟示。研究論文發表于5月4日的《美國國家科學院報》上。

　　超導體是零電阻的導體，大多數超導體在接近絕對零度時才有超導性。相對而言，銅酸鹽無需那么冰冷，其超導臨界溫度在零下248攝氏度到零下125攝氏度。它是一種摻雜的銅氧化物，摻雜方式不同，臨界溫度也變化很大，人們一直不知道原因。在大多數銅酸鹽晶體中，五個氧原子呈金字塔型圍繞一個銅原子。有理論認為，摻雜改變了晶體結構，使金字塔頂的氧原子下移或偏移，改變了其電子與金字塔底的電子的互動，從而改變了銅酸鹽的超導性。

　　為驗證這一觀念，康奈爾大學研究人員讓一個持續的波貫穿銅酸鹽晶體以改變晶體結構，并給晶體加上電信號。依靠可測量亞原子尺度的隧道掃描顯微鏡，研究者觀察到，在頂端氧原子被“壓低”之處，電子配對加強了。而超導理論認為，電子配對出現可表明晶體具備超導性。

　　研究者確認，不論是在晶體的哪個位置，電子配對更可能發生在摻雜物原子的鄰近處。綜合以上事實可知，摻雜原子“擠壓金字塔”是銅酸鹽超導性改變的原因。