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台灣建立超導研究里程碑 榮登國際期刊



央廣 更新日期:2008/09/10 14:35 劉靜瑀



高速磁浮列車、醫學高解析的核磁共振等高科技,都是超導的研發應用。不過,現在台灣研究團隊發現晶體結構更簡單的「鐵基超導體(FeSe)」,更安全無毒,也更容易製造,提供高溫超導研究的新材料,而這項新發現也榮登國際期刊,獲得科學界重視。



22年前,科學界提出高溫超導銅氧化物的發現,像是長距離無損耗的電力傳出、高速磁浮列車、醫學高解析核磁共振顯像等高科技,都是超導在人類社會中的實際應用。


今年初,日本團隊率先以鐵砷及氧的化合物發現「鐵基新超導體」,在短時間內,這類超導體的轉變溫度可以提升到絕對溫度60度。


不過,日本團隊所研發出的材料,卻含有高度毒性的砷元素,而且材料結構也相對複雜。



在國科會經費支持下,由中研院物理研究所院士吳茂昆率領的研究團隊,發現晶體結構更簡單的「鐵基超導體(FeSe)」,除了不含砷,減少毒性,成本更低廉,也更容易製造。


吳茂昆:『他基本上是介金屬,跟高溫超導那種陶瓷材料的結構不太一樣,所以很容易拉成線,你要做超導線,這就有他的好處。從應用發展角度來看,我們希望溫度可以再提高,基本現在溫度5、60度可以達到,絕對比目前用的改善很多。』



「鐵基超導體(FeSe)」的發現,驗證銅氧化物不是形成高溫超導的必要條件,也因為材料結構取得更容易,未來應用有更多的可能性。


吳茂昆:『醫學應用上,超導做成薄膜應用非常多面向,超導線第一個拿來做超導線纖,核磁共振MRI主要的就是超導磁鐵,越高解析度磁場強度越高,另外可以用超導磁鐵來做磁浮火車。』



台灣研究團隊的新發現,提供了高溫超導研究新材料,日前也獲得頂尖專業期刊「美國國家科學院期刊」刊登,獲得國際學界重視。




 


 


 


鐵基超導體新發現 台研究成果登頂尖期刊 


中央社 更新日期:2008/09/10 16:06 (中央社記者何宏儒台北十日電)

 

中央研究院院士吳茂昆領導的超導體研究團隊最近發現高溫超導研究新材料「鐵基超導體(FeSe)」,證明銅氧化物並非形成高溫超導體的必要條件;



科學家若可進一步找出「室溫超導體」機制,未來應用將潛力無窮。這項成果日前獲刊頂尖專業期刊「美國國家科學院期刊」。



當材料(如銅、錫、鋁等)在特定低溫(即「超導轉變溫度(Tc)」)時,一則其電阻會變成零,並具完全抗磁性,此即物理學界所稱之「超導現象」。


運用「超導現象」上述兩大特質,人類已發展出長距離無耗損的電力傳輸、高速磁浮列車、醫學高解析核磁共振顯像等應用。



由於一般元素的「超導轉變溫度」通常低於攝氏零下260度,科學界多年來無不致力將溫度提高,以增加實際應用性。



吳茂昆表示,高溫超導銅氧化物在22年前被發現後,已使「超導轉變溫度」提高至大於液態氮蒸發溫度;而銅氧化物高溫超導體在產生「超導現象」前,為一個反鐵磁絕緣體。



物理學界原認為,像鐵元素或具磁性材料,不可能發生「超導現象」;


直至今年2月,日本研究團隊首度發現一種「鐵基新超導體」(為一種鐵砷及氧的化合物FeAs-LaO(F)),其「超導轉變溫度」已提高至將近絕對溫度30度左右;後續研究更將其「超導轉變溫度」提升至接近絕對溫度60度。



然而,因日本團隊的發現,以具高毒性的砷元素為材料,進一步學術研究的難度極高。



而吳茂昆所領導的研究團隊,最近發現「鐵基超導體」(FeSe,鐵硒),其晶體結構更簡單,且因不含砷、較無毒,又具成本較低等特性,可讓更多團隊很快進入此領域。



吳茂昆說,研究成果驗證銅氧化物並非形成高溫超導性的必要條件;「高溫超導現象」可能存在多樣材料系統中,且形成超導的機制也可能是多樣的。



研究成果未來若可繼續發展,做出「超導磁鐵」,實際應用面的好處不僅可改善製程,且因鐵元素為地球上含量第4多的元素,實際應用面的成本將可下降許多,磁性也將更高,在應用上具極大潛能


 


 


超導研究新里程 中研院發現鐵基超導體


中央社 更新日期:2008/09/10 16:38 (中央社記者李先鳳台北十日電)

 

中央研究院物理研究所特聘研究員兼所長吳茂昆領導的研究團隊,最近獲得重要突破;他們發現一種結構更簡單、更安全無毒、更容易製造的「鐵基超導體 (FeSe)」,提供高溫超導研究新材料,超導研究將跨向新里程。




這篇研究論文九月五日獲得專業期刊「美國國家科學院期刊 (Online early edition of PNAS)」刊登,甚獲國際重視。



研究團隊提供背景資料指出,超導現象是指材料,例如汞、錫、鋁等在特定低溫時,電阻就會變成零的現象;這個溫度稱為「超導轉變溫度」。



超導現象的特徵,其一是「零電阻」,這使得材料具有無限大的導電能力,其二是「完全抗磁性」,這些特質使得超導的應用潛力無窮。



目前人類社會發明的長距離無損耗的電力傳輸、高速磁浮列車、醫學高解析核磁共振顯像等高科技,都是超導研發的應用。



由於一般金屬元素的「超導轉變溫度」通常低於攝氏零下二百六十度,科學家多年來都希望能將超導轉變溫度提高,以增加應用性。



中研院指出,這次吳茂昆院士研究團隊創新發現的「鐵基超導體」,其晶體結構更簡單;不含砷,比較無毒;


更容易製造,使成本較低等特性,也讓更多的團隊能很快地進入此領域;


不論在基礎理論或應用研發上,未來都將提供科學家一個嶄新的研究對象與平台



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