下一代超導(dǎo)體的飛躍

        2013年才推出的一個雄心勃勃為期六年歐盟資助的項目，Q-MAX（量子材料控制前沿）已經(jīng)在這一領(lǐng)域取得了一些潛在的重大突破。這些發(fā)現(xiàn)能顯著促進歐洲對超導(dǎo)電性的理解，并幫助開拓新的工業(yè)應(yīng)用范圍，從超級計算機到懸浮列車。

        高溫超導(dǎo)體

        例如，該小組已經(jīng)表明，激光照射超導(dǎo)體可以使他們在更高的溫度下工作。這是非常重要的，因為目前超導(dǎo)體只能在非常低的溫度下工作，這需要昂貴的液氮或氦氣。

        超導(dǎo)體使用在許多高科技儀器上，如醫(yī)療掃描儀，超高速電子計算機電路，和使用超導(dǎo)磁鐵懸浮在軌道上以消除摩擦力的火車。開發(fā)出在較高溫度甚至在室溫下工作的超導(dǎo)體，能有助于降低成本，消除冷卻的需要，并產(chǎn)生新的應(yīng)用。

        Q-MAC項目團隊一直關(guān)注由鉀原子和碳原子排列的球狀結(jié)構(gòu)材料，現(xiàn)在他們將試圖找到其他可強制在更高溫度下工作的超導(dǎo)體。研究者們也在尋找在自然界中沒有發(fā)現(xiàn)的新的材料，提供優(yōu)化的超導(dǎo)電性。

        高溫超導(dǎo)體的實際應(yīng)用

        另一個關(guān)鍵的目標是確保高溫超導(dǎo)體實際應(yīng)用的穩(wěn)定性。高溫超導(dǎo)電性能是一個微妙的屬性，無法連續(xù)存在，難以維持較長時間。

        因此，人們面臨的挑戰(zhàn)是防止熱或其他環(huán)境因素干擾超導(dǎo)系統(tǒng)。為了解決這個問題，項目團隊正在研究“三明治”結(jié)構(gòu)超導(dǎo)系統(tǒng)的可能性，超導(dǎo)材料位于保護層中間，保護層采用特別設(shè)計的材料構(gòu)成，以屏蔽干擾。研究人員將采用新的實驗技術(shù)，并與先進的計算機模擬技術(shù)相結(jié)合。

        Q-MAC項目團隊也發(fā)現(xiàn)非常短的X射線脈沖可實現(xiàn)晶體振動，引發(fā)材料表面一個原子厚度層的磁特性變化。這種結(jié)構(gòu)層厚度的氧化物薄膜具有與體型結(jié)構(gòu)非常不同的性質(zhì)。

        這使得復(fù)雜的氧化物結(jié)構(gòu)成為工程材料和設(shè)備性能的萬能工具。這種超快光控制的元材料，可能會帶來磁性存儲技術(shù)的新前景。

        除了實用方面，Q-MAC項目也在研究量子材料中原子和電子行為的準確理論。該項目計劃持續(xù)到2019年9月。

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