陈仙辉-中国科技大学教授陈仙辉谈室温超导
2024年04月19日 靓嘟嘟 浏览量:次
科学最前沿:请回答室温超导距离我们还有多远?
中国科学院院士,发展中国家科学院院士,中国物理学会理事陈仙辉。
我叫陈仙辉,来自于中国科学技术大学,主要从事关联电子、超导功能材料方面的研究。进入这个领域也是一个比较偶然,因为1986年的时候读研究生,刚好1986年铜氧化物高温超导体发现,特别1986年年底到1987年年初就是一个非常高的热潮对这个领域,刚好读研究生的时候就进入了这个领域。
原来的传统超导体有一个就是BCS理论,已经把传统超导体解释了基于电子和声子相互作用的理论。BCS理论大概它会有一个超导转变温度的极限温度,不能突破的40K的麦克米兰极限,在常压下实现40K以上的超导,就说明这个是一个非常规超导体。
已经发现铜氧化物超导体,如果有另一类非常规超导体(如铁基超导体),对于更深刻地理解非常规超导体乃至非常规超导体的理论的建立当然是很重要的。这是一个方面。
另外一个超导现在已经有广泛的应用,实际上一个超导体的应用方面有三个参量,除了临界超导转变温度以外,还有临界磁场和临界电流。所以在铁基超导体里面,现在发现它的临界磁场特别高,比之前的其他的常规超导体要高很多。所以从应用的角度来讲,铁基超导也是一个非常重要的超导体。
室温超导当然是超导界的一个梦想,像现在广泛应用于加速器、托卡马克、医院的磁共振成像的这些磁体都是用传统超导体,就有一个临界温度的问题。为了让这个材料超导体处在超导态,要用液氦液氮的冷却。
如果是能够实现室温超导,它的应用在温度方面就没限制。像现在用的高压电缆一般是铜线银线都有电阻,它们发热有很多能量损失,如果是室温超导体的发现,像现在高压电线等等都完全可以用室温超导,也就是室温超导体。如果实现了,我想对人类的生活、人类的产业各方面的社会发展会极大地推进,所以它是潜在的我们憧憬的一个景象。
现在有一类就是富氢的超导体,就是已经到两百多K接近室温的这种,但它是在一个超高压的情况下要几百万个大气压,所以从这个角度来讲几百万大气压才能实现室温超导,应用是受到极大的限制的,当然这也是我们一直在努力的一个方向。
超导从科学的角度来讲,到目前为止非常规超导机理都还没有达成共识或者没有解决,这肯定无疑是一个非常重要的领域。我是认为由于超导是一个强关联的电子体系里面,所以要突破原来的单电子的模型准粒子的概念,朗道-费米液体的框架可能才能解决。如果真的把它解决掉了,又跟我们科学家思考的这样一样,那无疑对于我们科学的领域有一个重大的突破。
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