超导体关键在于磁性 美科学家努力找证据

超导体关键在于磁性？美科学家努力找证据

美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的研究人员正试图找出证据，以确定是否无论是哪一种材料，高温超导现象(high-temperature superconductivity)的运作原理都是来自相同的机制；如果以上假设属实就可进一步推断，磁自旋(magnetic spin)激发的电子耦合可能是引起超导现象的关键。

主持该研究的橡树岭实验室科学家Mark Lumsden表示：“磁交互作用提供了让电子结合的附着力，那些成对的电子是引起超导现象之宏观量子态(macroscopic quantum state)的关键成分。”高温超导现象能创造超快速的电子组件，主要是当材料的阻抗被降低到趋近于零，内部的电子就能快速迁移。

包括磁浮列车、被称为超导量子干涉组件(superconducting quantum interference device)的超灵敏传感器，以及核磁共振造影(nuclear magnetic resonance imaging)，都是利用超导体的科技。不过超导体组件必须以超低温冷却，因此以高阶应用为主；但如果室温超导体技术能够有所进展，那么无阻抗、电子迁移速度更快的新一代电子组件就有机会问世。

去年有日本的研究人员发现一种以铁为基础的高温超导体材料，其他高温超导体则是以铜为基础；橡树岭实验室的研究人员接下来将确定在铁超导体中，其超导现象的关键是否也来自磁作用，或是其中另有别的机制。而研究人员认为，如果磁性确实是铜高温超导体的运作关键，那么铁超导体的原理应该也是如此。

目前橡树岭实验室的研究人员，正利用散裂中子源(Spallation Neutron Source)以及高通率同位素反应器(High Flux Isotope Reactor)，以强烈的中子束来撷取超导铁、碲(tellurium)与硒(selenium)等材料的单结晶影像。此外，他们也观察到了一些被认为是铜超导体关键成分之铜氧化物(cuprate)的自旋激发现象。