大發現：准晶體具有超導電性

在准晶領域一個新發現揭示了准晶體具有超導電的現象。這意味著准晶體是一種極具導電性的材料，同時也為一種新型導電性材料開啟了大門——分形超導。

日本名古屋大學理學研究生院的物理學研究所發現了具有超導電性的准晶體。

准晶體是長程有序的原子排列，而不是周期性重複的排列。因此，所研究的准晶Al-Zn-Mg具有低電阻率成為具有超導電性的關鍵。

准晶體與晶體相似，都是由平移周期性的原子周期性排列組成，通過排列來構建，從而形成無限延伸的晶體結構。與晶體不同的是准晶體具有長程有序，但不是周期性的，這意味著准晶體無旋轉對稱性。

儘管之前有許多研究，但是電子態的准晶體在很大程度上仍然是一個謎。這項新的研究表明，Al-Zn-Mg 准晶體能夠以超導的狀態存在，即是沒有電阻的。研究結果表明，這不僅是第一個超導准晶體，也是第一個展示電子是遠程有序的准晶體。

研究人員使用電感耦合等離子體光譜和掃描電子顯微鏡來研究准晶體。用瑪瑙研缽和研杵將合金試樣粉碎，之後放到微網格上用電子顯微鏡觀察。運用X射線衍射儀來獲得X射線衍射作為反應性的量度。

樣品的物理性質也受到控制。研究人員使用名古屋和東北大學的四台稀釋冰箱來控制溫度。測電阻率使用四端直流或交流方法，對於磁化率，通過使用SQUID磁力儀來測量。最後，運用鬆弛法來測准絕熱熱脈衝。

研究人員說，研究結果表明，在准晶體中有空間擴展對的行形成。這種現象顯然是由於超導電性的弱耦合框架內熱力學性質和上臨界場的溫度依賴性形成的。

雖然發現准晶體具有超導電性，但研究發現仍然有負電阻率的溫度係數。這意味著，隨著溫度的升高，阻力也增大從而降低傳輸能力。在低溫下發現的峰值異常是發生超導現象的一個例子。

研究發現，在外部磁場下冷卻樣品時，可以看出屏蔽效應，准晶體的超導電性是非常明顯的。結果證實該系統是II型超導電體，這意味著磁場可以穿透樣品。

另一個有趣的結果是准晶體的關鍵本徵態在它的超導性中不起主導作用。 然而，由於缺乏針對特定弱耦合的具體發現，難以發現分形超導有序參數作為預測。

研究人員從這一發現中尋找未來的研究成果，他說：「我們希望目前的研究能夠進一步揭示這種新的超導現象。」

原文來自AZoNetwork網站，原文題目Superconductivity Discovered In Quasicrysta，由材料科技在線匯總整理。

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