研究人员已经证明了用最近发现的一种叫做钽酸钾(KTaO3)的超导体材料生长高质量薄膜的能力。研究人员还发现，即使暴露在极高的磁场中，这种材料也能保持其超导特性。
超导体是一种没有任何电阻就能导电的材料，例如，这意味着任何能量都不会以热量的形式散失。超导材料有望制造出各种更高效的技术，比如更快的计算机组件和更节能的电力设备。然而，该领域面临着重大挑战。例如，许多超导材料在暴露于磁场时失去了超导性，这限制了它们的潜在应用。
北卡罗来纳州立大学材料科学与工程助理教授Kaveh Ahadi说:“我们在这里的工作很重要，因为我们不仅展示了如何制造高质量的KTaO3，而且我们还展示了这种材料能够承受大量的磁场而不会失去其理想的性能。”
“具体来说，我们发现KTaO3即使暴露在高达25特斯拉的磁场中也能保持超导性。这项基础性工作是开发这种材料任何潜在应用的必要步骤。”
研究人员能够使用一种称为分子束外延的技术来“生长”KTaO3，这种技术通过以原子级精度在衬底上铺设分子薄层，有效地在材料上形成二维(2D)薄膜。由此产生的薄膜具有极高的质量，这意味着材料的分子结构几乎没有缺陷。
“这些高质量的薄膜是研究这种材料系统内在特性的理想平台，”Ahadi说。
一项这样的表征研究表明，当暴露在高达25特斯拉的磁场中时，KTaO3薄膜仍保持超导性。相比之下，美国唯一能够产生25特斯拉磁场的地方是国家高磁场实验室，阿哈迪和他的合作者就是在那里测试这种材料的。
“研究界仍处于了解KTaO3超导性的早期阶段，更不用说确定该材料的应用了，”Ahadi说。“我们在这里的工作不仅确定了一个将其与其他2D超导体区分开来的有吸引力的品质，而且为我们如何创建KTaO3薄膜提供了蓝图，这些薄膜非常适合进行必要的研究，以了解这种材料系统的内在特性。”
该研究在三篇期刊文章中发表。最近，一篇题为“氧化物界面超导性的增强临界场”的论文发表在7月27日的《纳米快报》上。该论文的共同第一作者是北卡罗来纳州立大学的博士后研究员Athby Al-Tawhid;以及北卡罗来纳州立大学的博士生塞缪尔·珀奇。
第二篇表征文章“KTaO3(111)界面的各向异性超导性”发表在今年早些时候的《科学进展》上。关于利用分子束外延生长KTaO3的能力的期刊文章《KTaO3的分子束外延》今年早些时候发表在《真空科学与技术杂志A》上。
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希望本篇文章《科学家成功开发高性能超导体，揭示其抗磁场的弹性特性》能对你有所帮助！
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