Skabt en superleder, der ikke har brug for ekstrem temperatur og tryk

Ingeniører fra University of Rochester har introduceret et nyt materiale - nitrogen-doteret lutetiumhydrid. Han

udviser superledende egenskaber kltemperatur 20,5 °C og tryk 10 kbar. Udviklingen åbner op for en lang række praktiske anvendelser for sådanne materialer: fra reduktion af tab i kraftværker til maglevs og effektiv elektronik.

I de fleste tilfælde, forsuperledning - en egenskab, hvor et materiale har nul modstand - kræver temperaturer tæt på det absolutte nulpunkt og ekstremt højt tryk. Forskere har allerede brugt hydrider, skabt ved at kombinere sjældne jordarters metaller med brint, som højtemperatur-superledere. Men de krævede også et tryk på flere Mbar for at fungere, hvilket gør praktisk anvendelse af materialerne vanskelig.

Der dannes sjældne jordartsmetalhydriderrammestrukturer, hvor sjældne jordarters metalioner fungerer som bærerdonorer, der giver nok elektroner til at øge dissociationen af ​​brintmolekyler. Nitrogen og kulstof hjælper med at stabilisere materialer, forklarer forskerne. I deres undersøgelse brugte de lutetium som grundlag.

Forskere har skabt en gasblanding på 99 %hydrogen og 1 % nitrogen og anbragt det i reaktionskammeret med en ren prøve af lutetium. Som et resultat af reaktionen, der varede i flere dage ved en temperatur på 200 ° C, opnåede forskerne et pulver med et blåligt lys. Materialet blev derefter komprimeret i en diamantamboltcelle.

Overgang af nitrogen-doteret lutetiumhydrid til superledende tilstand under tryk. Billede: Ranga P. Dias, University of Rochester

Da presset ændrede sig, opdagede forskerneto mulige tilstande af materialet: fra en superledende "lyserød" ved relativt lavt tryk til en lys rød ikke-superledende metallisk tilstand. Samtidig viste forsøg, at et tryk på 10 kbar var tilstrækkeligt til at inducere superledning ved normal temperatur.

Selvom dette pres er meget størreatmosfæriske, teknologier, der fx bruges til fremstilling af mikrokredsløb, bruger også højere tryk. Dette åbner muligheder for praktisk anvendelse af superledere på forskellige områder.

Vejen til superledende forbrugerelektronik,krafttransmissionsledninger, transport og væsentlige forbedringer i magnetisk indeslutning til fusion er nu en realitet. Vi mener, at vi nu er i den moderne æra af superledning.

Ranga Diasa, lektor i maskinteknik og fysik ved University of Rochester og forskningschef

Læs mere:

Navnet et vitamin, der beskytter hjernen mod demens

Navngivet en type søvnløshed, der reducerer risikoen for demens. Men hvorfor vides ikke.

Det viste sig, hvilke mænd der er mest frugtbare: deres sædceller er 50 % bedre end resten