حقق باحثون من جامعة هيوستن موصلية فائقة عند الضغط المحيط ودرجة حرارة انتقالية تبلغ 151 كلفن (−122 درجة مئوية) من خلال تطبيق تقنية تبريد الضغط المستخدمة في صنع الماس الاصطناعي. هذه درجة حرارة عالية قياسية للموصلية الفائقة عند الضغط المحيط، ولهذا السبب يعتقد الباحثون تشينغ وو تشو وليانغزي دينغ أن الإنجاز يمثل تقدمًا ملحوظًا نحو أنظمة التوصيل الفائق العملية. ومع ذلك، فهي على بعد 140 درجة مئوية من تحقيق الموصلية الفائقة في درجة حرارة الغرفة.
الموصلية الفائقة هي حالة تكون فيها المادة ذات مقاومة كهربائية صفر وتتنافر مع المجالات المغناطيسية. يمكن تحقيق هذه الحالة في ظل درجات حرارة منخفضة جدًا و/أو ضغط مرتفع جدًا، ولكن يتعين على الصناعة معرفة كيفية تحقيق ذلك باستخدام درجات الحرارة والضغط المحيطين. التحدي الرئيسي هو أن الظروف اللازمة لارتفاع درجة الحرارة الحرجة (Tc) – النقطة التي تختفي فيها المقاومة – عادة ما تكون غير مستقرة في الظروف العادية. تعتمد الموصلية الفائقة على أزواج الإلكترونات الهشة التي تتفكك مع ارتفاع درجة الحرارة. يمكن أن يؤدي تطبيق الضغط العالي إلى تقوية هذه التفاعلات عن طريق ضغط المادة وتغيير بنيتها الإلكترونية، مما يزيد من Tc. ومع ذلك، فإن هذه الحالات المحسنة لا توجد عادةً إلا تحت ضغط شديد، وبمجرد إزالتها، تعود المادة إلى وضعها الطبيعي وتفقد موصليتها الفائقة. الهدف الرئيسي للعلماء هو إنشاء مواد تحافظ على اقتران إلكترون قوي ودرجة حرارة عالية عند الضغط المحيط – وهو أمر ضروري للاستخدام العملي – وهذا ما يدرسه العلماء من جامعة هيوستن.
عمل الفريق باستخدام موصل فائق للنحاسات قائم على الزئبق يُعرف باسم Hg1223، وهي مادة معروفة بدرجات حرارة التحول العالية. تاريخيًا، وصل Hg1223 إلى الموصلية الفائقة عند 133 كلفن (-140 درجة مئوية) في الظروف المحيطة، وهو رقم قياسي ظل قائمًا منذ عام 1993. ورفعت الدراسة الجديدة درجة الحرارة هذه بمقدار 18 كلفن إلى 151 كلفن (-122 درجة مئوية).
يستمر المقال أدناه
شاهد
العامل الرئيسي وراء هذا التقدم هو تقنية تسمى إخماد الضغط: يتم تعريض المادة أولاً لضغط شديد لتعزيز خصائصها الإلكترونية وزيادة درجة الحرارة. بينما لا تزال العينة تحت الضغط، يتم تبريدها إلى درجة حرارة محددة، وبعد ذلك يتم إزالة الضغط فجأة. يحافظ هذا التسلسل بشكل فعال على حالة المادة الناتجة عن الضغط وبالتالي يحافظ على سلوك التوصيل الفائق المحسن عند الضغط المحيط. في حين أن الموصلية الفائقة المدعومة بالضغط موثقة جيدًا، فقد ثبت أن الاحتفاظ بهذه الخصائص بعد تخفيف الضغط يمثل تحديًا، ولهذا السبب يبدو هذا العرض مهمًا.
ومن المزايا الإضافية لهذا العمل أن العمل تحت الضغط المحيط يبسط عملية التجريب والتطوير حيث يمكن دراسة المواد المستقرة في ظل الظروف العادية باستخدام الأدوات المعملية المتاحة على نطاق واسع، مما يعزز أبحاث المواد الأساسية والبحث والتطوير التطبيقي.
يمكن أن تكون الموصلات الفائقة مفيدة للعديد من التطبيقات الإلكترونية، والطاقة، والطبية، والصناعية، بما في ذلك منصات طاقة الاندماج الناشئة، والإلكترونيات عالية الأداء، وأنظمة التصوير بالرنين المغناطيسي. يمكن لجميع هذه الأجهزة الاستفادة من عملية المقاومة الصفرية، لكنها لا تستطيع استخدام طرق التبريد القصوى، مثل النيتروجين السائل أو أي شيء أكثر غرابة.
يتبع أجهزة توم على أخبار جوجل، أو أضفنا كمصدر مفضل، للحصول على آخر الأخبار والتحليلات والمراجعات في خلاصاتك.

التعليقات