超高磁場中二硫化鉬仍保持超導性
- 發佈時間：2015-11-14 01:30:35 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京11月13日電 （記者房琳琳）荷蘭格羅寧根大學、奈梅亨大學以及香港大學的物理學家們發現，二硫化鉬超薄層電晶體在高強磁場中能保持與低溫環境下一樣的超導性能，為未來應用提供了令人興奮的可能性。實驗結果發表在13日出版的《科學》雜誌上。
超導現象是一種材料中的電阻完全消失的狀態，通常在非常低的溫度中發生。當一種材料暴露于高強磁場中，電子對之間的弱連接鍵很容易被破壞，被破壞的電子對同時也讓超導性能消失殆盡。但在高強磁場實驗室（HFML）中，商店內即能買到的固體潤滑劑二硫化鉬，在高達37.5特斯拉的強磁場下仍能保持超導性。
令人吃驚的是，超導狀態下的二硫化鉬內部電子對之間竟然能産生接近100特斯拉的強連接，遠遠超過實驗室提供的37.5特斯拉強度，因此其超導狀態在強磁場中可以繼續保持。奈梅亨大學HFML物理學家尤裏·澤特勒解釋説，二硫化鉬的這種表現與物理學中被稱為“泡利順磁性”定律相衝突。
儘管目前的實驗成果屬於基礎科學範疇，但澤特勒對其未來應用已經有了一些想法，比如，若借助電場掌控了其內部電子自旋以及內部磁場方向，就可以在二硫化鉬中存儲資訊，未來有望運用到量子電腦中。
澤特勒介紹説，該實驗是在零下270攝氏度低溫下的強磁場中進行的，但若要注入足夠多的二硫化鉬電子，溫度要提升到大約零下50攝氏度左右。
作為第一個在37.5特斯拉強度下使用該實驗室的研究人員，格羅寧根大學先進材料實驗室物理學家賈斯汀·葉非常興奮，對這個新的實驗設施來説，獲得如此重要的結果算是開了個好頭。接下來，還要確認對抗強磁場的超導狀態下的配對機制，他希望“在未來的試驗中獲得更多意想不到的結果”。
總編輯圈點
近來二硫化鉬有點忙。作為石墨烯的競爭者，它同樣擁有二維屬性，且具有能帶間隙、能發光還抗磁性，相關成果自然備受矚目。昨天本報報道二硫化鉬薄膜的海水淡化滲水率遠超石墨烯薄膜；今天《科學》又將其在高強磁場中保持超導的“反常”狀態如實呈現……190多年前鋁被發現性能優異，也未立即開發出“殺手級”産品；石墨烯産業雖蒸蒸日上，卻還在摸索“突破口”，但這並不妨礙將更多優質新興材料列入“科技改變生活”的“待開發”清單。
