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高二物理復習方法:碳70所具有的超導性

2019-04-24 15:38:38網絡資源

  10年前科學家首次觀察到電子摻雜的碳60分子具有超導性。自那時起,科學家對富勒烯家族中的另一成員碳70做過多次實驗,但始終未觀察到它也具有預期的超導性。最近,美國貝爾實驗室的科學家宣布,他們在研究中已觀察到了電子摻雜的碳70所具有的超導性,而且發現其超導轉換溫度大約為7K.

  據《自然》雜志報道,研究人員利用與制取碳60相同的方法制取了不足 1立方毫米的碳70單晶體,然后在氙氣中將晶體進行處理,發現晶體并沒有與這種惰性氣體結合。通過X光分析,科學家發現碳70單晶體是六角緊密堆積的六方晶體,其c軸和a軸比值為1.63.

  在隨后的實驗中,研究人員又以金作電極、以氧化鋁作絕緣膜,制備了一個超導—絕緣—超導的場效應晶體管。研究人員觀察發現,這個場效應晶體管是N溝道晶體管,當置于一個強磁場時,晶體分子的最表層會聚集相當數量的自由電子。當溫度超過1.7K時,含3個自由電子的碳70分子顯示出超導性。而當溫度為7K時,含4個自由電子的碳70的電阻開始下降,當溫度為6K時,其電阻下降了一半。這表明電子摻雜的碳70開始由常態向超導態過渡。

  科學家認為,這一實驗結果表明,富勒烯家族其它成員也極有可能具有超導性。此前實驗證實,電子摻雜的碳60最高轉換溫度為40K,而此次測知電子摻雜的碳70的轉換溫度為7K,這一變化正好印證了科學家的預言,即電子—聲子的偶合效應隨分子曲率的增加而增加。那么,如果電子密度恰當的話,像炭36這樣較小富勒烯的超導轉換溫度甚至應該高于碳60.

[標簽:復習方法 高二物理]

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