高二物理碳70所具有的超導性

　　10年前科學(xué)家首次觀(guān)察到電子摻雜的碳60分子具有超導性。自那時(shí)起，科學(xué)家對富勒烯家族中的另一成員碳70做過(guò)多次實(shí)驗，但始終未觀(guān)察到它也具有預期的超導性。最近，美國貝爾實(shí)驗室的科學(xué)家宣布，他們在研究中已觀(guān)察到了電子摻雜的碳70所具有的超導性，而且發(fā)現其超導轉換溫度大約為7K.

　　據《自然》雜志報道，研究人員利用與制取碳60相同的方法制取了不足 1立方毫米的碳70單晶體，然后在氙氣中將晶體進(jìn)行處理，發(fā)現晶體并沒(méi)有與這種惰性氣體結合。通過(guò)X光分析，科學(xué)家發(fā)現碳70單晶體是六角緊密堆積的六方晶體，其c軸和a軸比值為1.63.

　　在隨后的實(shí)驗中，研究人員又以金作電極、以氧化鋁作絕緣膜，制備了一個(gè)超導—絕緣—超導的場(chǎng)效應晶體管。研究人員觀(guān)察發(fā)現，這個(gè)場(chǎng)效應晶體管是N溝道晶體管，當置于一個(gè)強磁場(chǎng)時(shí)，晶體分子的最表層會(huì )聚集相當數量的自由電子。當溫度超過(guò)1.7K時(shí)，含3個(gè)自由電子的碳70分子顯示出超導性。而當溫度為7K時(shí)，含4個(gè)自由電子的碳70的電阻開(kāi)始下降，當溫度為6K時(shí)，其電阻下降了一半。這表明電子摻雜的碳70開(kāi)始由常態(tài)向超導態(tài)過(guò)渡。

　　科學(xué)家認為，這一實(shí)驗結果表明，富勒烯家族其它成員也極有可能具有超導性。此前實(shí)驗證實(shí)，電子摻雜的碳60最高轉換溫度為40K，而此次測知電子摻雜的碳70的轉換溫度為7K，這一變化正好印證了科學(xué)家的預言，即電子—聲子的偶合效應隨分子曲率的增加而增加。那么，如果電子密度恰當的話(huà)，像炭36這樣較小富勒烯的超導轉換溫度甚至應該高于碳60.

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