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俄国科学家研制出超导金刚石五金信息行业资讯资讯-【资讯】

发布时间:2021-07-21 16:06:28 阅读: 来源:晶钢门角码厂家

俄国科学家最近制备出一种掺硼金刚石,这种金刚石因具有特殊的超导特性而引起了科学家的极大兴趣。

金刚石原是电绝缘体,硬度极高,导热性比铜好,这些优良性能源于它所具有的特殊结构和共价键。如果在金刚石中掺入其他元素作为载流子,它又会变成电导体。硼原子比碳原子少一个电子,在金刚石中能产生一个有效空穴,成为电荷受体,由硼原子引入的空穴所产生的受体能级位于金刚石的价带顶端,距离导带约5.5电子伏处。硼与其他潜在的掺杂元素相比,原子半径小,易于进入金刚石晶格中,并容易获得较高的掺杂浓度。掺硼金刚石的电子传导研究表明,当硼原子浓度n≈1017~1019/厘米3时,产生活化能大约为0.35电子伏的半导电性。随着硼浓度增高,活化能将逐渐减小,当n≥1020/厘米3时,掺硼金刚石显示出类金属行为,数值1020被称为绝缘体-金属转变浓度。

科学家将B4C和石墨在高温(2500 ~2800K)、高压(约1010Pa)下进行反应,得到直径1~2毫米并具有类金属光泽的多晶团簇,生成的掺硼金刚石晶粒的直径只有几微米,而电阻率、磁导率、比热等物理性能的测试表明,掺硼金刚石属于II型超导体,在低于超导转变温度Tc≈4K时显示出超导性质。金刚石型结构的碳的超导性质的发现提示科学家,具有同样结构的硅、锗在适合的条件下也有可能产生超导性。

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