站在巨人的肩上，室温超导体即将问世

材料牛注：Brookhaven国家实验室的研究人员正为开创新一代超高效电子设备、电池、电网而激动不已。研究的核心是一种铜氧化物，它可以作为超导体，在室温下即可工作！

室温超导体有何“过人之处”？

医务人员一直对把笔记本放在腿上工作这一习惯很反感（小编注：长期把笔记本放在腿上工作，易患皮肤病及其他危险病症），而Brookhaven的研究会使这个问题不再存在。超导体不以热量的形式散失能量，但现有超导体的问题是需要冷却，这将会增加超导体的重量和体积，也耗费更多的费用。

正如Brookhaven团队所述，如果超导体能在室温下工作，这就解决了所有问题。现实情况也会大为改善，电网不再损耗能量，磁悬浮列车系统更优越，医疗影像设备（如核磁共振成像扫描仪）更便宜，超级计算机更小更强大。

室温超导体：

传统的超导体是高效的，因为它们允许电流通过，中途没有任何“路障”。室温超导体面临的挑战是如何在室温下使用相对廉价的材料也能得到相同的效果。为了解决这个问题，Brookhaven团队锁定了铜氧化物超导体，它是由铜原子和氧原子组成的层状化合物。当掺了锶和其他元素，这时的铜氧化物超导体就不需要如同普通超导体通常所需的额外冷却。

究竟是什么使铜氧化物如此特殊，在超出普通超导体标准温度100度以上还能实现“神奇”状态？这一特性也会使他们在节能减排的应用中非常有前景。所以，如果想了解室温超导体的更多信息，第一步必须先弄清楚铜氧化物是如何成为超导体的。

超导体的基本理论：

Brookhaven关于超导体的新研究以传统认识为基础，根据已有理论，材料的温度由电子对之间相互作用的强度控制。而研究团队得出的结论：控制温度的不是强度，而是密度。换言之，关键的是物体的密度，而不是物体间的力。在这种情况下，电子对的数量在真正起作用。

很简单，对吧？

事实上，这短短一行总结由首席研究员Ivan Bozovic和他的团队花了十年才完成。团队经过十年的准备，分析2000多块有不同锶含量的铜氧化物样本，他们发现在给定区域内（每cm³）电子对的数量或者说电子对的密度控制着超导体的温度。

Science Daily上刊登了一些更详细的描述：Bozovic 和他的研究团队使用定制设计的分子束外延系统，即单原子层层排列在衬底上，来制备2500多个LSCO样本。本系统配备了先进的表面科学工具，如吸收光谱和电子衍射，可以提供所得薄膜的实时信息，包括表面形貌、厚度、化学组成和晶体结构等。

关于作者：

早在2014年，Bozovic的研究成果使他成为2800个欧洲学术成员之一，欧洲学术成员由自然学家、科学家等组成，其中有52位诺贝尔奖获得者，在他们获诺奖之前也是欧洲学术成员之一。要想成为欧洲学术成员，必须先经过广泛的同行审查，并确定在他研究的领域内的科研成果和地位，最后由现有成员邀请入内。

Bozovic的研究成果已经发表在200多个高度被引的研究论文中，其中一部分发表在影响力很高的期刊，如Nature，Science，Nature Materials。Bozovic是美国物理学会、国际光学工程学会的成员，同时也是塞尔维亚科学与艺术学院的一名外籍成员。

原文链接：Get Ready For The Age Of Room Temperature Superconductors (No More Hot Laptops!)

本文由编辑部杨洪期提供素材，刘万春编译，点我加入材料人编辑部。