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电镀铼被证明是一种惊人的超导体

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电镀铼被证明是一种惊人的超导体

发布日期:2018-10-31 作者: 点击:

David和他的同事发表了新的配方:夹在金层之间的超薄铼(Re)层,每层金属的直径是人类头发直径的1/1000,可以在高于6开尔文(K)的临界温度下超导。


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“临界温度的绝对值是出乎意料的,”CIRES综合仪器开发设施主任兼应用物理快报发表论文的共同作者David说。 “我们一直在思考如何为金和铜薄膜赋予超导特性,我们对电镀稀薄薄层的坚固性和有效性感到惊讶。”

超导体是冷却到临界温度时电阻为零的材料。该温度通常非常低并且获得的成本很高。该团队表示,其电镀铼符合电路板所需的理想特性,适用于超快速下一代计算应用:超高温,更易于达到的临界温度;易于机械加工;无毒;并在高温下融化。这一新发现已引起国际计算巨头的关注。

电镀是David几乎每天都做的事情,他的工作在研究界有很高的需求。他和他的团队为低温应用的带电粒子光学元件和元件制作仪器,在这种情况下,为NIST的团队提供电路板。他们正在为Pappas的量子加工集团寻找可能超导的金属镀层。当David的NIST同事Xian Wu建议他们尝试使用铼时,该团队尝试了多种组合,铼是一种常用于喷气发动机涡轮机的高熔点硬质痕量金属。

该团队测试了电阻,并高兴地看到它超导至6 K,远高于液氦的沸腾温度(4.2 K)。该团队正在研究氢结合,界面和应变对增强的超导温度的作用。

然而,无论增强的原因是什么,能够电镀超导体是未来高性能超导计算机的巨大进步。每台计算机内部都有一块电路板,一块分层的电子板,上面刻有数千个导电通道。称为位的电信息脉冲全速运行,执行计算机的功能。在常规计算机中,这些电脉冲受到构成电路板的材料的阻碍:电阻减慢了电路周围的电子,并且浪费的能量变成热量。然而,对于超导体,电阻几乎为零,因此没有加热。这种效率可能导致极其快速和强大的计算机系统。

超导体并不是新的,但这篇新论文提供的证据表明,电镀铼可能是迄今为止超导计算机电路板构造中发现的最佳材料。许多其他超导材料,如汞或铅,难以机械加工,焊接性能差或在过低的温度下熔化。David说,更令人印象深刻的是,电镀工艺可以轻松扩展到大规模生产。

该团队已申请临时专利,其工作已引起若干技术巨头和政府赞助商的兴趣。


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