北卡罗来纳州立大学研究人员培育出高质量超导体,发现其抗磁场能力

研究人员展示了利用最近发现的钽酸钾(KTaO3)超导材料生长高质量薄膜的能力。研究人员还发现,即使暴露在极高的磁场中,该材料仍能保持其超导特性。

超导体是一种可以在没有任何电阻的情况下传导电力的材料,这意味着能量不会以热量的形式耗散。超导材料有望制造各种更高效的技术,例如更快的计算机组件和更节能的功率设备。然而,该领域面临着重大挑战。例如,许多超导材料在暴露于磁场时会失去超导性,这限制了它们的潜在应用。

北卡罗来纳州立大学材料科学与工程助理教授Kaveh Ahadi表示,我们发现KTaO3即使暴露在高达25特斯拉的磁场中也能保持超导性。这项基础工作是开发该材料任何潜在应用的必要步骤。

研究人员能够使用一种名为分子束外延的技术“生长”KTaO3,该技术通过以原子级精度将分子薄层叠置在一起,在衬底上有效地形成二维薄膜。所得薄膜具有极高的质量,这意味着材料的分子结构几乎没有缺陷。

研究人员称,研究界仍处于了解KTaO3超导性的早期阶段,更不用说确定该材料的应用了。我们这的工作不仅确定了它与其他二维超导体不同的一个有吸引力的品质,而且为我们如何制作KTaO3薄膜提供了蓝图,这些薄膜非常适合进行必要的研究,以了解这种材料系统的内在特性。

该研究包含在三篇期刊文章中,分别为发表在纳米快报上的《氧化物界面超导性的增强临界场》、科学进展上的《KTaO3(111)界面的各向异性超导》和真空科学与技术杂志A上的《KTaO3的分子束外延》。

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