Forskare vid University of Houston har rapporterat en ny metod för att framkalla supraledning i icke-supraledande material, demonstrera ett koncept som föreslogs för decennier sedan men aldrig bevisat.

Tekniken kan också användas för att öka effektiviteten hos kända supraledande material, föreslår ett nytt sätt att främja superledares kommersiella livskraft, sa Paul C.W. Chu, chefsvetare vid Texas Center for Superconductivity vid UH (TcSUH) och motsvarande författare till ett papper som beskriver arbetet, publicerad 31 oktober i Förfaranden från National Academy of Sciences .

"Supraledning används i många saker, varav MR (magnetisk resonansavbildning) kanske är den mest kända, "sa Chu, fysikern som innehar TLL Temple Chair of Science vid UH. Men den teknik som används inom vården, verktyg och andra fält förblir dyra, delvis för att det kräver dyr kylning, som har begränsat utbredd adoption, han sa.

Forskningen, visar en ny metod för att dra nytta av monterade gränssnitt för att inducera supraledning i den icke-superledande föreningen kalciumjärnarsenid, erbjuder en ny metod för att hitta supraledare som arbetar vid högre temperaturer.

Superledande material leder elektrisk ström utan motstånd, medan traditionella transmissionsmaterial förlorar så mycket som 10 procent av energin mellan den genererande källan och slutanvändaren. Det betyder att superledare kan tillåta elföretag att tillhandahålla mer el utan att öka mängden bränsle som används för att generera el.

"Ett sätt som länge har föreslagits för att uppnå förbättrade Tcs (kritisk temperatur, eller temperaturen vid vilken ett material blir supraledande) är att dra nytta av artificiellt eller naturligt monterade gränssnitt, "forskarna skrev." Det föreliggande arbetet visar tydligt att hög Tc-supraledningsförmåga i den välkända icke-supraledande föreningen CaFe2As2 (kalciumjärnarsenid) kan induceras av antiferromagnetisk/metallisk skiktstapling och ger de mest direkta bevis hittills för gränssnittet -förbättrad Tc i denna förening. "

Chus medförfattare på tidningen inkluderar huvudförfattaren Kui Zhao, en ny UH -examen nu vid Advanced MicroFabrication Equipment Inc. i Shanghai; Liangzi Deng, Shu-Yuan Huyan och Yu-Yi Xue, båda anslutna till UH Institutionen för fysik och TcSUH, och Bing Lv, en materialfysiker som nyligen flyttade till University of Texas-Dallas.

Konceptet att supraledning skulle kunna framkallas eller förbättras vid den punkt där två olika material kommer samman - gränssnittet - föreslogs först på 1970 -talet men hade aldrig visat sig slutgiltigt, Sa Chu. Vissa tidigare experiment som visar förbättrad supraledande kritisk temperatur kunde inte utesluta andra effekter på grund av stress eller kemisk dopning, vilket förhindrade verifiering, han sa.

För att validera konceptet, forskare som arbetar i omgivande tryck utsatte den odopade kalciumjärnarsenidföreningen för värme - 350 grader Celsius, betraktas som relativt låg temperatur för detta förfarande - i en process som kallas glödgning. Föreningen bildade två olika faser, med en fas alltmer omvandlad till den andra ju längre provet glödgades. Chu sa att ingen av de två faserna var supraledande, men forskare kunde upptäcka supraledning vid den tidpunkt då de två faserna samexisterar.

Även om den supraledande kritiska temperaturen för provet som producerades genom processen fortfarande var relativt låg, Chu sa att metoden som används för att bevisa att konceptet erbjuder en ny riktning i jakten på mer effektiv, billigare supraledande material.