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科學家在超導體中發(fā)現(xiàn)了意想不到的特性
據(jù)外媒報道，近日，東京都立大學的研究人員發(fā)現(xiàn)一種具有四重對稱結(jié)構(gòu)的層狀鉍硫?qū)僭鼗锍瑢Р牧暇w，其超導性僅顯示出兩倍對稱性。雖然對超導體結(jié)構(gòu)的研究尚不十分清楚，但這項研究表明，它與一類神秘的被稱為向列相超導體的材料相聯(lián)系，這些機制可以在更容易達到的溫度下促進超導性。
據(jù)了解，超導體一種電阻極低的材料，但嚴重的阻礙了更廣泛使用，例如，用于長距離的電力傳輸。值得一提就是傳統(tǒng)的超導性僅在極低的溫度下出現(xiàn)。第一批“高溫”超導體僅在20世紀80年代后半期被發(fā)現(xiàn)，其工作原理的機制仍然備受爭議。
2012年，東京都立大學的Yoshikazu Mizuguchi教授首次成功地設(shè)計了具有交替絕緣和超導層的層狀鉍硫?qū)倩锊牧?。其中硫?qū)僭鼗锸窃刂芷诒淼?6族元素的材料，同一團隊現(xiàn)在對材料的單晶進行了測量，發(fā)現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)對稱特性并未與超導電性如何隨取向變化而復制。
據(jù)了解，該組研究的材料包括由鉍、硫和硒制成的超導層以及由鑭、氟和氧制成的絕緣層。重要的是，硫?qū)倩飳泳哂兴闹匦D(zhuǎn)（或四邊形）對稱性，即當旋轉(zhuǎn)90度時相同。然而，當團隊測量材料在不同方向上的磁阻時，它們僅發(fā)現(xiàn)雙重對稱，即當旋轉(zhuǎn)180度時相同。在不同溫度下的進一步分析并未表明結(jié)構(gòu)有任何變化，他們得出結(jié)論稱這種對稱性的破壞必須來自層中電子的排列。
其中，向列相的概念來自液晶，其中無序的無定形棒狀粒子陣列可以指向相同的方向，破壞旋轉(zhuǎn)對稱性，同時保持隨機分布在空間上。最近有人假設(shè)稱在高溫超導體中出現(xiàn)超導現(xiàn)象的背后，可能是材料電子結(jié)構(gòu)上的相似之處，即電子的線狀結(jié)構(gòu)。這一發(fā)現(xiàn)清楚地將這種高度可定制的系統(tǒng)與銅和鐵基材料等高溫超導體聯(lián)系起來。
研究小組希望稱進一步的調(diào)查將揭示一些關(guān)鍵的認知，即不同的材料如何產(chǎn)生相似的行為及它們是如何工作的。
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