台湾超导体研究革新 用一辈子的超能电池不是梦?
台湾的高温超导体研究再创里程碑!中央研究院的研究团队日前以创新奈米制程方式,证实「铁硒超导体」至少含有三种不同的铁空位排序,且其中一种排序为绝缘体且具有反铁磁性;只要朝室温超导体方向研发,未来产制出时速破千的磁浮列车、耐久力超强的超级电池将不是梦。
这个研究团队由中研院士以及东华大学校长吴茂昆领导,吴茂昆表示,已有实验显示「超硒超导体」可提高至摄氏零下180度,接近液态氮的温度;若能再提高温度,甚或进一步研发出「室温超导体」,吴茂昆预估,2030年,超导体的各种应用就可能实现。
吴茂昆说,由于物理学家至今仍未解开超导现象之谜图,这项创新的发现,将可提供更明确的方向,协助科学家理解所有的高温超导机制。他说,尽管科学家对于低温超导已经理解甚多,但对于高温超导,却仍有诸多的谜图等待补白。
据了解,高温超导是一种奇特且难以预测的物理现象。在诸多未解谜图中,铁基超导体之明确的化学组成,同一系列材料却呈现极大差异的超导转变温度,以及此材料超导之形成,是否和铁元素本质上具有磁性相关等议题,尤其吸引专家们的眼光与关注。
为了厘清相关概念,研究团队与清华大学的陈福荣教授以及比利时安特卫普大学的范戴克教授 (Professor Dirk Van Dyck)合作,应用多项昂贵设备,再度证实铁硒超导体化合物(β-Fe1-xSe)中,至少含有三种不同的铁空位的排序。研究团队也发现,其中的一种排序为绝缘体且具反铁磁性,这篇重要的研究成果,已于2014年1月7日刊登在国际顶尖专业期刊「美国国家科学院期刊」(Proceedings of the National Academy of Science,PNAS)。
截自目前,超导体已经应用于人类使用的磁共振显像、高速磁浮列车、以及核磁共振显像等医学高解析等科技产品。若能克服超导体的成本、温度、稳定度等限制,未来将为长距离无耗损的电力传输、高性能网格、雷达、变压设备、储电设备、高能物理、高端计算、奈米级材料以及超导磁制冷等范畴,带来革命性的影响。