日本科學(xué)家用新方法使絕緣體變?yōu)槌瑢?dǎo)體

老徐

日本東北大學(xué)科學(xué)家在新一期英國《自然材料》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報告說,他們利用一種被稱為場效應(yīng)的新方法,首次成功地使透明的氧化物絕緣體轉(zhuǎn)變成了超導(dǎo)體.
東北大學(xué)在日前發(fā)布的新聞公報中介紹說,電流是否容易通過某種材料是由這種材料含有多少電傳導(dǎo)載體決定的.

; C+ b4 P0 V2 W0 w* g- T1 A; x: a2 V以往制作超導(dǎo)材料都采用化學(xué)方法,即向絕緣體中攙入各種各樣的物質(zhì),使材料中的電傳導(dǎo)載體數(shù)量逐漸增多,材料本身也會從絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎行��?dǎo)電的狀態(tài),最后變成能在超低溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)性能的材料.但是符合化學(xué)操作方法的材料種類非常有限,因此科學(xué)家正致力于尋找其他方法制造超導(dǎo)材料.
東北大學(xué)原子分子材料科學(xué)高等研究機構(gòu)教授川崎雅司等人發(fā)現(xiàn),利用場效應(yīng)可以對電流進(jìn)行調(diào)制,從而使絕緣體具備導(dǎo)電性能.所謂場效應(yīng)是指用某種電場來調(diào)節(jié)材料電阻率,從而使材料中的電流受到調(diào)制.科學(xué)家以此為突破口進(jìn)行了深入研究,研究中采用了一種名為鈦酸鍶單晶體的場效應(yīng)晶體管材料.
利用場效應(yīng)原理并經(jīng)過一系列復(fù)雜操作,科學(xué)家使絕緣性的鈦酸鍶單晶體產(chǎn)生了大量電傳導(dǎo)載體,含量是以往場效應(yīng)晶體管材料所能產(chǎn)生的電傳導(dǎo)載體最大量的10倍,這使鈦酸鍶單晶體在超低溫環(huán)境下電阻變成了零,由此轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體.
新聞公報說,鈦酸鍶是一種透明的氧化物絕緣體,通常用來制造人造寶石,其性質(zhì)已被人們完全了解,所以被選中作為研究材料.事實上,用于產(chǎn)生超導(dǎo)體的新控制方法可適用于多種材料,為制造更多類型的超導(dǎo)材料開辟了道路.