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悬浮层是一种特殊的超导体

时间：2019-11-6 10:39作者：update 阅读(946) 评论: 6

导读：在超导材料中，电流会在没有任何电阻的情况下流动。这一现象有相当多的实际应用；然而，许多基本问题仍未得到解决。格罗宁根大学复杂材料组装置物理系主任叶教授研究了二硫化钼双层的超导电性，并发现了新的超导态。 ...

　　在超导材料中，电流会在没有任何电阻的情况下流动。这一现象有相当多的实际应用；然而，许多基本问题仍未得到解决。格罗宁根大学复杂材料组装置物理系主任叶教授研究了二硫化钼双层的超导电性，并发现了新的超导态。研究结果发表在杂志上。自然纳米技术11月4日。

　　超导电性表现在单层晶体中，例如二硫化钼或二硫化钨，它们的厚度只有三个原子。“在这两个单层中，都有一种特殊的类型超导电性其中一个内磁场保护超导态“来自外部磁场，”叶解释说。当外加大磁场时，正常的超导电性就消失了，但这种Ising超导电性受到了很强的保护。即使是在欧洲最强的静态磁场(强度为37Tesla)中，二硫化钨的超导电性也没有任何变化。然而，尽管具有如此强大的保护作用是很好的，但下一个挑战是如何通过施加电场来控制这种保护效果。

　　新超导态

　　叶和他的合作者研究了层二硫化钼：“在这种结构中，两层间的相互作用创造了新的超导态。”YE创造了一个悬浮的双层，两边都有一个离子液体，可以用来在双层上产生电场。“在单个单层中，这样的场是不对称的，一边是正离子，一边是正离子。负电荷在另一边诱导。然而，在双层中，我们可以在两个单层上产生相同的电荷，形成一个对称的系统。“叶解释说，由此产生的电场可以用来开关超导电性，这意味着可以通过离子液体制造超导晶体管。

　　在双层中，对Ising的保护外磁场消失了。“这是因为两个层之间的交互发生了变化。”但是，电场可以恢复保护。“保护的程度取决于你对设备的保护力度。”

　　库珀对

　　除了制造超导晶体管，叶和他的同事们还做了另一个有趣的观察。1964年，一种特殊的超导状态被预言存在，称为FFLO状态(以预测它的科学家的名字命名：Fulde，Ferrell，Larkin和Ovchinnikov)。在超导电性中，电子成对地向相反的方向运动。由于它们以相同的速度运动，所以库珀对的总动能为零。但在FFLO状态下，存在一个较小的速度差异，因此动能不是零。到目前为止，这种状态还没有经过适当的实验研究。

　　叶说：“我们已经满足了在我们的设备中准备FFLO状态的几乎所有先决条件。”“但这种状态非常脆弱，受到我们材料表面污染的严重影响。因此，我们需要用更清洁的样品重复实验。”

　　由于二硫化钼的悬浮双层，YE和合作者具备了研究某些特殊超导态所需的所有成分。“这是真正的基础科学，可能会给我们带来概念上的变化。”

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