วิศวกรจากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ได้เปิดตัววัสดุใหม่ - ลูเทเซียมไฮไดรด์ที่เจือด้วยไนโตรเจน เขา
ในกรณีส่วนใหญ่ สำหรับตัวนำยิ่งยวด - คุณสมบัติที่วัสดุมีความต้านทานเป็นศูนย์ - ต้องการอุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์และความดันสูงมาก นักวิจัยได้ใช้ไฮไดรด์ซึ่งเกิดจากการรวมโลหะหายากเข้ากับไฮโดรเจน เป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง แต่พวกเขายังต้องการแรงดันหลาย Mbar ในการทำงาน ซึ่งทำให้การใช้งานจริงของวัสดุทำได้ยาก
รูปแบบของโลหะไฮไดรด์ที่หายากโครงสร้างเฟรมเวิร์กที่ไอออนของโลหะหายากทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคพาหะ ให้อิเล็กตรอนเพียงพอเพื่อเพิ่มการแยกตัวของโมเลกุลไฮโดรเจน นักวิทยาศาสตร์อธิบายไนโตรเจนและคาร์บอนช่วยให้วัสดุเสถียร ในการศึกษา พวกเขาใช้ลูทีเทียมเป็นพื้นฐาน
นักวิจัยได้สร้างส่วนผสมก๊าซถึง 99%ไฮโดรเจนและไนโตรเจน 1% แล้ววางไว้ในห้องปฏิกิริยาพร้อมกับตัวอย่างลูทีเซียมบริสุทธิ์ อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาซึ่งกินเวลาหลายวันที่อุณหภูมิ 200 ° C นักวิจัยได้ผงที่มีแสงสีน้ำเงิน จากนั้นวัสดุจะถูกบีบอัดในเซลล์ทั่งเพชร
การเปลี่ยนสถานะของลูเทเทียมไฮไดรด์ที่เจือด้วยไนโตรเจนไปสู่สถานะตัวนำยิ่งยวดภายใต้ความกดดัน ภาพ: Ranga P. Dias มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์
เมื่อความดันเปลี่ยนไป นักวิจัยค้นพบสถานะที่เป็นไปได้สองสถานะของวัสดุ: จาก "สีชมพู" ตัวนำยิ่งยวดที่ความดันค่อนข้างต่ำไปจนถึงสถานะโลหะที่ไม่มีตัวนำยิ่งยวดสีแดงสด ในเวลาเดียวกัน การทดลองแสดงให้เห็นว่าความดัน 10 kbar เพียงพอที่จะเหนี่ยวนำให้เกิดตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิปกติ
แม้ว่าแรงกดดันนี้จะยิ่งใหญ่กว่ามากบรรยากาศ เทคโนโลยีที่ใช้ เช่น ในการผลิตไมโครวงจร ก็ใช้แรงดันสูงกว่าเช่นกัน นี่เป็นการเปิดโอกาสในการประยุกต์ใช้ตัวนำยิ่งยวดในด้านต่างๆ
เส้นทางสู่เครื่องใช้ไฟฟ้ายิ่งยวดสายส่งไฟฟ้า การขนส่ง และการปรับปรุงที่สำคัญในขอบเขตแม่เหล็กสำหรับการหลอมรวมกลายเป็นความจริงแล้ว เราเชื่อว่าตอนนี้เราอยู่ในยุคสมัยใหม่ของตัวนำยิ่งยวด
Ranga Diasa รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Rochester และหัวหน้าฝ่ายวิจัย
อ่านเพิ่มเติม:
ชื่อวิตามินที่ป้องกันสมองจากโรคสมองเสื่อม
น. ชื่อโรคนอนไม่หลับชนิดหนึ่งที่ช่วยลดความเสี่ยงของโรคสมองเสื่อม. แต่ทำไมไม่ทราบ
ปรากฎว่าผู้ชายคนไหนมีความอุดมสมบูรณ์มากที่สุด: สเปิร์มของพวกเขาดีกว่าที่เหลือ 50%