Målet med ny forskning ledet af Ranga Dias, adjunkt i maskinteknik og fysik og astronomi, er at udvikle superledende materialer ved stuetemperatur. I øjeblikket, ekstrem kulde er påkrævet for at opnå superledning, som vist på dette foto fra Dias 'laboratorium, hvor en magnet flyder over en superleder afkølet med flydende nitrogen. Kredit:University of Rochester foto/J. Adam Fenster
Et team af forskere fra University of Rochester, State University of New York i Buffalo og University of Nevada Las Vegas har reduceret det tryk, der kræves for at tvinge et materiale til at blive superledende ved stuetemperatur, forbedre deres egne tidligere resultater. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , gruppen skitserer deres teknik og planer for fremtiden.
Forskere har søgt at skabe materialer, der er superledende ved stuetemperatur i mange år. Et sådant materiale ville give mulighed for at bygge køligere elektronik og ville dramatisk øge effektiviteten af elnettet. Det var først sidst i sidste år, at det første sådant materiale blev skabt-en hydrogenrig forbindelse, der, når den presses til 267 GPa, blev superledende. Og mens bedriften var et skridt i den rigtige retning, behovet for højt tryk gjorde materialet upraktisk til daglig brug. I denne nye indsats, det samme team har fundet en måde at dramatisk reducere det nødvendige tryk ved at foretage en ændring af deres tidligere teknik - de kombinerede brint med yttrium i stedet for kulstof og svovl.
Tidligere forskning havde vist, at materialer med et højt brintindhold egner sig godt til superledende materialer, der er skabt under højere temperaturer, og det var derfor, de havde valgt det til deres forsøg.
Arbejdet indebar at bruge to diamantambolte til at skabe trykket. De blev anbragt lidt fra hinanden med hydrogengas og en prøve af yttrium i fast form mellem dem. Materialerne blev adskilt af et ark palladium, som teamet tilføjede for at forhindre oxidation af yttrium - det tjente også som en katalysator, hjælper med at flytte hydrogenatomerne ind i yttrium. Test af det resulterende materiale viste, at det var superledende ved 182 GPa - meget lavere end de fandt sidste år, men stadig meget for høj til praktisk brug. De antyder, at de bevæger sig i den rigtige retning, imidlertid, og planlægger at fortsætte med at revidere deres teknik for at lære mere om dens potentiale - og, selvfølgelig, for at finde ud af, om det kunne bruges til at skabe et rumledende superledende materiale.
Denne illustration fra Dias -laboratoriet viser brintmolekyler, øverst, diffunderer i et tyndt lag palladium (lilla), hvor de er adskilt i individuelle atomer, som derefter fordeles i et underliggende lag af yttrium. Kredit:Ranga Dias lab/University of Rochester
© 2021 Science X Network