美首次证实磁性和超导性可共处

2011-9-07 23:33 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网9月6日(北京时间)报道,美国科学家将两块不具有磁性的绝缘体粘合在一起,结果发现,它们相遇的接口层既有磁性又有超导性。这一结果令人吃惊,因为在正常情况下,磁性和超导性无法共存,科学家有望据此研制出新奇的电子材料。研究论文发表在9月5日出版的《自然·物理学》杂志上。

  斯坦福材料和能源科学研究所(SIMES)、美国能源部下属的斯坦福直线加速器中心和斯坦福大学的科学家携手进行了这项研究。该论文的第一作者、SIMES的研究生朱丽·伯特和同事与来自日本东京大学的应用物理学家哈罗德·黄一起,将一薄层铝酸镧放置在一个钛酸锶基座上,结果发现,这两种复合氧化物相遇的原子层变得具有磁性,同时在接近绝对零度的温度下,电流能毫无电阻地流过该处,这表明,该原子层也具有超导性。

  该研究的领导者、斯坦福直线加速器中心的凯瑟琳·默勒表示,科学家们一直希望能找到方法,让铝酸镧和钛酸锶等复合氧化物材料具有磁性,以研制出新的计算存储设备。最新研究为科学家们“研制出具有令人惊奇新特性的新材料以及研究磁性和超导性等在正常情况下不兼容状态之间的相互作用提供了新的可能性”。

  在一般情况下,超导材料的导电性为100%,也会排斥周围的任何磁场。默勒说:“接下来的研究非常关键,我们需要弄明白,这种材料内的磁性和超导性之间是相互对抗还是相互辅助。”

  无独有偶,美国麻省理工学院(MIT)的科学家也在《自然·物理学》杂志上独立撰文指出,他们使用另一种测量方法,也证实了磁性能存在于两个材料的接口处。

  英国剑桥大学的物理学家安德鲁·米勒斯并没有参与上述研究。他表示,最新研究有望让科学家研制出新的材料类型,其具有“可控的、新奇有用的导电性”。不过,他也表示,尽管要实现这一目标还有很长的路要走,但新发现表明,“该研究领域已经度过一个关键的里程碑”。

  默勒表示,科学家们正在进行试验,以便查看当对这种材料进行压缩或在其上施加电场时,磁性和导电性是否会出现变化。他们也必须进行其他研究,以找出对形成这些氧化物内的磁性和超导性有帮助的物理属性。