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[信息] 电子自旋高温超导

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发表于 2008-12-6 03:27:08 | 显示全部楼层

电子自旋高温超导

日发现电子自旋是高温超导发生关键

    日本科学家发现,在高温超导物质铜氧化物中,以电子自旋为媒介的力量决定物质是否容易产生超导现象。这为寻找更高温度下的超导体提供了线索。
    
    在低温条件下物质电阻突然消失的现象被称为超导现象,转变温度被称为临界温度。高温超导体一般指临界温度在零下196摄氏度以上的物质。目前主流的高温超导物质为铜氧化物。
   
    在超导体中,原本应该相互排斥的两个电子会组成电子对。这些电子对可以平稳地通过由失去部分电子的原子所组成的通道,而不引起原子振动,即出现超导现象。在高温超导物质中,促使电子组成电子对的力量究竟是怎么产生的?学术界长期以来存在两种观点:传统观点认为,这与原子振动有关;而新观点认为,电子自旋在其中扮演了重要的角色。
   
    所谓电子自旋是指电子绕原子核转动的同时自身也在旋转,就像地球一边绕太阳公转一边自转一样。日本东北大学研究生院教授高桥隆的小组研究发现,以电子自旋为媒介的磁力是电子对组成的关键。
   
    研究人员准备了3种实验材料,一种是铜氧化物,另两种是分别在铜氧化物中添加锌和镍后形成的。锌和镍对原子振动几乎不产生影响,而它们的电子自旋状态和铜不同。将3种实验材料放入光电子分光设备,用高能量紫外线照射这些材料,测定从实验材料中飞出的电子的能量状态。结果证实,添加了锌和镍的两种铜氧化物,由于以电子自旋为媒介的磁力被削弱,电子对就不能形成,影响材料的超导性能。
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