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常温超导体或将颠覆电子产品设计 为什么人类如此渴望室温超导?(2)

常温超导体或将颠覆电子产品设计 为什么人类如此渴望室温超导?(2)
2023-08-02 11:28:59
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首先是高压法。通过将材料置于极高压力下(通常为数百万倍大气压),可以改变其原子排列方式并增加电子之间相互作用力度。这样就可以使电子形成配对状态,并产生类似于超导体中所见到的“库珀对”。目前已经发现了一些具有潜在应用价值的高压超导体,如硫化氢和二硫化碳等。

第二个方案涉及控制晶格结构以促进配对效应。例如,在某些铁基材料中添加其他元素或施加外部压力可以调整晶格结构并增强电荷密度波效应(CDW)。这样就会形成与库珀对相竞争但同样重要的CDW序参与到物理过程中,并且可能会产生类似于铜基和铁基高温超导体中所观察到的复合态。

最后一个方案则利用新型量子态来促进配对行为。例如,在拓扑绝缘体表面上引入磁性离子或自旋轨道耦合剂,则可形成非阿贝尔任意粒子交换统计模式,并且由此产生特殊类型库珀对——Majorana费米子;同时还可通过微纳器件设计将两个Majorana费米子耦合起来从而得到稳定Qubit系统进行量子计算操作。

总之,尽管我们迄今尚未成功地开发出真正意义上完全满足所有需求条件、适用范围广泛、易操作便捷、安全环保等优点均衡考虑的室温超导材料,但随着各种创新思路不断涌现以及相关领域知识储备不断积累深化,我们相信很快就能够突破当前限制条件并推动该领域向前迈进!

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(责任编辑:于浩淙 Hzx0176)
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