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美国人造金刚石传感器实现高温超导体新突破
作者:管理员    发布于:2014-03-12 09:37:39    文字:【】【】【


       美国加利福尼亚大学物理教授Dmitry Budker和以色列的内盖夫本古里安大学最近共同发表研究,称发现了人造金刚石传感器能够探测到高温超导体中的微磁场,这一发现或将解决科学领域中诸多悬而未决的技术难题。研究成果发表在2月份的Physical Review 上。

  高温超导体的一些物理性质和现象虽在1987年就被一些科学家研究并获得诺贝尔奖,但其中的某些技术至今仍然未突破;而金刚石传感器技术的应用则大大有助于对这些技术瓶颈的理解和解决。劳伦斯伯克利国家实验室的研究员Budker介绍道。

  高温超导体是诸如钇和铋等材料在绝对零度(-280°F)以上被降温到180华氏度时发生超导现象的导体;而低温超导体在绝对零度以上仅需降低几度就可以实现超导。早在28年前当科学家首次发现高温超导体时就曾预料,未来科技将很快会实现室温超导体的无损电传输和磁悬浮列车等技术。在无损电传输方面,用超导材料做成的超导电缆用于输电,那么在输电线路上的损耗将降为零。 而在磁悬浮列车方面,装备了超导磁体的列车,其时速将达到500km?h以上。而这些先进技术的实现,都需要借助人造金刚石传感器来实现对高温超导材料的突破性研究。

  "金刚石传感器技术或将帮助我们在高温超导体技术和理论方面实现新的飞跃",内盖夫本古里安大学的Ron 和Folman评价道。

  金刚石的颜色有黄色、橙色和紫色等等,这些颜色是从金刚石碳结构的瑕疵缺陷中产生的;有一些碳原子可能还会被硼元素所取代,从而吸收或放射出光束中的一种特定颜色。

  随着人造金刚石技术的发展和成熟,科学家们发现可以通过植入杂质的方法来改变金刚石的某些光学性质。实验中,Ron 和Folman利用氮原子来"敲击"人造金刚石的碳原子,使其结构表面留下一些"洞洞",这些"洞洞"也即那些被"敲击"掉的碳原子留下的空位;然后再对这些空位进行加热,使其四处移动并和氮原子配对结合,最终形成氮空位中心(NV中心)。对于那些带负电荷的NV中心,当它们再次放射光芒时,这些光线对于磁场就非常敏感并可以通过激光光谱来读出相关数据,这就使得金刚石传感器技术得以实现。

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