我喜歡鈮!最高溫的單質超導體

科學家喜歡使用鈮金屬來探討電子的行為,因為它是最高溫的單質元素超導體,其超導臨界溫度有9.2 K,雖然比起日常生活的溫度冷上許多,這溫度卻在實際的實驗上帶來許多的便利。因為鈮的晶格結構及電子結構特殊,以至於使它能擁有較高的臨界溫度。透過超導的特性,我們可以更多地瞭解純粹的電子行為,能更深入理解不同物理特性背後的運作機制。

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當LK-99再次出現,你可以怎麼判讀?來認識超導體伴隨的獨特物性

2023年8月,韓國量子能源研究中心宣布取得物理材料領域的「聖杯」——「室溫超導體」。這一突破性消息成為全球焦點,引起各地新聞媒體報導。超導體具有電子無阻礙流動的特性,可實現高效率和零汙染的科技理想。然而,迄今多數超導現象僅能在極低溫環境下發生,限制了日常生活應用。除零電阻外的獨特特性,本文將介紹觀察超導體的重要實驗指標。當下一次又有人宣稱製作出「室溫超導體」時,或許我們就有更多的判讀能力!

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轉角電子學:超導與絕緣自由切換的轉扭

我們有可能作一個轉扭,就使材料在絕緣體、超導體、鐵磁狀態自由切換嗎?當石墨烯以魔法夾角堆疊時,可以產生超導狀態;若是和六角硼氮組合成「三明治」時,竟然可以產生鐵磁性。二維材料結構簡單,藉由扭轉產生的特殊物理現象,可以幫助科學家更瞭解背後的生成機制。這類的研究進一步被歸類為「轉角電子學」,這樣的材料組成就像一個轉扭一樣,透過旋轉就可以切換其物理狀態!

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在絕緣與超導間自由切換的石墨烯

2023年七月,「超導體」報導引起媒體大量關注,Google搜尋熱度暴增。超導體對科技發展與環保平衡至關重要,無電阻傳輸能夠大幅提高資訊處理速率,且大幅減少對環境的汙染。石墨稀擁有高導電性、高彈性和硬度等特點,身為近代最夢幻的材料,石墨稀也具備有超導特性。雙層石墨稀的1.1°「魔法夾角」堆疊可展現超導與絕緣特性,成為絕佳的電子開關。雖此狀態僅在極低溫出現,但這項發現仍有助於科學家理解超導機制。全球科學家們持續致力於克服障礙,期待實現無損耗能源使用,使科技與環保不再是矛盾。

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美國海軍發表「室溫室壓超導體」專利

電流在超導體內能不受阻力的流動,可以100%傳遞電能,不損失能量也不排放廢熱。如果能在室溫實現超導體,將是一個顛覆性的科技。近日,美國海軍發表一份關於室溫超導體的專利。不同於其他同性質的專利,它並不著重於任何化學配方,而是描述一個能產生超導的物理機制。儘管專利內並沒有實驗數據佐證,其提出的方法可信度非常高。

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