【大紀元9月10日報導】(中央社記者何宏儒台北十日電)中央研究院院士吳茂昆領導的超導體研究團隊最近發現高溫超導研究新材料「鐵基超導體(FeSe)」,證明銅氧化物並非形成高溫超導體的必要條件;科學家若可進一步找出「室溫超導體」機制,未來應用將潛力無窮。這項成果日前獲刊頂尖專業期刊「美國國家科學院期刊」。
當材料(如銅、錫、鋁等)在特定低溫(即「超導轉變溫度(Tc)」)時,一則其電阻會變成零,並具完全抗磁性,此即物理學界所稱之「超導現象」。運用「超導現象」上述兩大特質,人類已發展出長距離無耗損的電力傳輸、高速磁浮列車、醫學高解析核磁共振顯像等應用。
由於一般元素的「超導轉變溫度」通常低於攝氏零下260度,科學界多年來無不致力將溫度提高,以增加實際應用性。
吳茂昆表示,高溫超導銅氧化物在22年前被發現後,已使「超導轉變溫度」提高至大於液態氮蒸發溫度;而銅氧化物高溫超導體在產生「超導現象」前,為一個反鐵磁絕緣體。
物理學界原認為,像鐵元素或具磁性材料,不可能發生「超導現象」;直至今年2月,日本研究團隊首度發現一種「鐵基新超導體」(為一種鐵砷及氧的化合物FeAs-LaO(F)),其「超導轉變溫度」已提高至將近絕對溫度30度左右;後續研究更將其「超導轉變溫度」提升至接近絕對溫度60度。
然而,因日本團隊的發現,以具高毒性的砷元素為材料,進一步學術研究的難度極高。
而吳茂昆所領導的研究團隊,最近發現「鐵基超導體」(FeSe,鐵硒),其晶體結構更簡單,且因不含砷、較無毒,又具成本較低等特性,可讓更多團隊很快進入此領域。
吳茂昆說,研究成果驗證銅氧化物並非形成高溫超導性的必要條件;「高溫超導現象」可能存在多樣材料系統中,且形成超導的機制也可能是多樣的。
研究成果未來若可繼續發展,做出「超導磁鐵」,實際應用面的好處不僅可改善製程,且因鐵元素為地球上含量第4多的元素,實際應用面的成本將可下降許多,磁性也將更高,在應用上具極大潛能。