SLAC和斯坦福大学的科学家观察到，一种3D的非常规超导体在异常高温下以100%的效率导电，产生了大量二维超导行为。他们的研究表明，这种所谓的“突现”行为可能是3D超导体在突然转变为绝缘状态之前如何自我重组的。在绝缘状态下，电子被限制在自己的原子中，根本不能移动。资料来源:Greg Stewart/SLAC国家加速器实验室

 

这是一个令人惊讶的特性如何自发出现在复杂材料中的例子——科学家希望利用这种现象来开发新技术

 

创造一个只有几个原子厚的二维材料通常是一个艰难的过程，需要复杂的设备。因此，当科学家们在三维超导体中看到二维水坑时，感到非常惊讶。这种材料可以让电子以100%的效率和零电阻的方式在没有任何提示的情况下移动。

 

在这些水坑中，超导电子的行为就好像它们被限制在一个极其薄的片状平面中，这种情况需要它们以某种方式穿越到另一个维度，那里适用不同的量子物理规则。关于天赋平台

 

“这是一个很吸引人的突发行为的例子，这种行为通常很难或不可能通过从头设计来复制，”哈里·马诺哈兰说，他是斯坦福大学教授，同时也是能源部SLAC国家加速器实验室斯坦福材料与能源科学研究所(SIMES)的研究员，领导了这项研究。

 

他说:“这就好像当给予超导体的力量时，3D电子会自己选择生活在2D世界中。”

 

研究小组称这种新现象“维度超导、”和在一份报告中在美国国家科学院学报》4月12日,2021年,他们认为这是3 d超导体重组自己之前接受突然转变成一个绝缘状态,电子被限制在原来的原子中，根本不能移动。

 

“我们发现的是一个电子以意想不到的方式活动的系统。这就是物理学之美，”卡罗琳娜·帕拉(Carolina Parra)说。她当时是斯坦福大学和斯坦福大学SLAC的博士后研究员，她进行的实验导致了这一有趣结果的可视化。“我们很幸运地发现了这种行为。”

 

电子代理奇怪

 

尽管超导性在一个多世纪前就被发现了，但它的用途有限，因为材料只有在接近深空的温度下才会超导。

 

因此，1986年科学家们宣布发现了一种新的、意想不到的超导材料，这种材料可以在更高的温度下工作——尽管温度仍然很低——引发了一场研究海啸，这种研究一直持续到今天，他们的目标是弄清楚这种新材料是如何运作的，并开发出在接近室温的环境下工作的新版本，用于完美高效的电力线和磁悬浮列车等应用。关于天赋平台

 

这项研究从一种名为BPBO的高温超导体开始，因为它有四种原子成分——钡、铅、铋和氧。它是由当时的博士生保拉·吉拉尔多·加洛在斯坦福大学教授、西梅斯研究所研究员伊恩·费舍尔的实验室里合成的。

 

正如研究者们通过常规测试,包括确定超导之间的转变温度,翻转和绝缘阶段——就像水改变蒸汽或冰,他们意识到他们的数据显示电子表现得好像他们仅限于超薄,2 d材料层或条纹。这是一个谜，因为BPBO是一种3D超导体，其电子通常可以自由地朝任何它们喜欢的方向移动。

 

出于好奇，Manoharan的团队用扫描隧道显微镜(简称STM)进行了近距离观察。STM是一种可以识别甚至移动材料最上层原子层中的单个原子的仪器。

 

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