显微技术揭开高温超导体的秘密

超导体可以以零电阻导电，使电流无限期地持续下去，被用于各种应用，包括核磁共振扫描仪和高速磁悬浮列车;然而，超导通常需要极低的温度，这限制了它们的广泛应用。物理学研究的一个主要目标是开发在环境温度下工作的超导体，这可能会彻底改变能量传输和存储。

某些氧化铜材料已经表现出比传统超导体在更高温度下的超导性，尽管自1987年发现这种材料以来，其背后的机制仍然未知。

由牛津大学和科克大学的物理学教授Séamus Davis领导的一个国际团队，包括牛津大学、爱尔兰科克、美国、日本和德国的科学家，已经开发了两种新的显微镜技术来进一步研究这些材料。雷电竞网址第一种方法测量了铜原子和氧原子轨道之间的能量差，作为它们位置的函数。第二种方法测量了每个氧原子和每个铜原子的电子对波函数的振幅(超导的强度)。

戴维斯教授说:“通过将超导强度可视化为轨道能量差异的函数，我们第一次能够在原子尺度上精确测量验证或否定高温超导主要理论之一所需的关系。”

正如理论预测的那样，结果表明，相邻氧原子和铜原子之间的电荷转移能量差与超导强度之间存在定量的反比关系。

根据研究小组的说法，这一发现可能是开发室温超导体的历史性一步。最终，这些技术可能会有深远的应用，包括磁悬浮列车、核聚变反应堆、量子计算机和高能粒子加速器，更不用说超高效的能量传输和存储了。

戴维斯教授补充说:“近40年来，这一直是物理学研究中的圣杯问题之一。许多人相信，廉价、易得的室温超导体对人类文明的革命性意义不亚于电的发明。”

研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上

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