美首次發現：高壓下多層超導物質臨界溫度變更高

　　美國研究人員首次發現，對三層氧化鉍（Bi2223）晶體施加兩種不同程度的高壓，其臨界溫度也會相應發生變化，過了某個“臨界壓力”后，壓力越高，其臨界溫度也越高。研究人員認為，有望據此研制出臨界溫度更高的超導體，相關研究論文發表在8月19日出版的《自然》雜志上。

　　超導體的導電能力是銅導線的150多倍，為了獲得超導狀態，超導物質必須被降低到相當低的溫度，也就是所謂的臨界溫度，物質的電阻才趨近于零。為此，研發出臨界溫度很高的超導材料一直是物理學家孜孜以求的夢想。比如，銅載材料銅酸鹽的臨界溫度在液氮溫度（77K即零下196攝氏度）之上，因此被稱為高溫超導體，研究人員面臨的挑戰是提高其臨界溫度。

　　近日，卡內基研究所地球物理實驗室的研究人員發現，對三層的氧化鉍晶體施加兩種不同程度的強壓，其臨界溫度也會相應發生變化，壓力越高，其臨界溫度也更高。研究人員認為，這源于Bi2223晶體不同氧化銅層中的電子競爭。

　　卡內基研究所的陳曉嘉（音譯）解釋說，Bi2223像一個多層蛋糕，其頂部和底部是絕緣的氧化鉍，在頂部層和底部層的內部，首先是一層氧化鍶，接著是一層氧化銅，接著是一層鈣；而Bi2223的中間則是另一層氧化銅。研究發現，不同層氧化銅的物理性質并不相同，這使得它們之間帶電的電荷處于不平衡的狀態。

　　科學家們很早就發現，向超導物質中摻雜帶電粒子可以增加其臨界溫度。在正常的壓力下，摻雜了其他物質的Bi2223晶體的轉化溫度是108K，科學家讓這種摻雜了其他物質的晶體經受最大為364億帕斯卡（約36萬個大氣壓）的壓強。研究人員發現，當壓強為102億帕斯卡時，出現首個更高的臨界溫度。

　　陳曉嘉表示，之后壓強增加，臨界溫度反而變低。當壓強約為240億帕斯卡時，超導狀態再次出現。如果再增大壓強，直到359億帕斯卡（這是測量系統能夠施加的最大壓強），臨界溫度上升到136K。

　　之前，已經有研究人員證明，其他很多多層超導物質的不同層之間的導電和振動行為都存在差異。研究人員認為，237億帕斯卡可能是關鍵點，此時，巨大的壓力抑制住了晶體的某種行為，同時讓其超導性得到加強。

　　卡內基研究所的瓦伊金特·斯特拉茲金指出，新發現給人們提供了一種使多層銅酸鹽超導體臨界溫度變得更高的新思路，研究人員也可能據此設計和制造出臨界溫度更高的超導體。