[發明專利]超導器件/材料的光/電磁波調制方法和裝置

無效

• 申請號: 201010136016.7
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號: CN102208231A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 李強
• 申請（專利權）人: 田多賢
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B12/00
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

技術領域

本發明涉及基于新穎晶體導電/超導機制的超導化合物及其制造方法。

背景技術

導電/超導現象的機制目前尚無定論，是一個重要的技術和理論問題。而以往對一般導電的機制的認識實際上也并不全面。由于目前對超導機制沒有明確、合理的理論和認識，因此在導電/超導材料和器件的設計開發上具有極大的盲目性。

傳統的固體物理理論對導電及施主/受主摻雜的經典/準經典解讀，并不一定適用于對超導機制下的施主/受主行為的理解(這和“‘超導體’不等于‘沒有電阻的導體’”的情況有所類似)。這些經典/準經典解讀包括：

-在對固體導電的一些傳統解讀中，電子被理解為具有速度(與波數k對應的速度)的“粒子”；

-受主摻雜的效果被理解為相應的正電荷移動；

-受主-施主聯合摻雜被強調為兩種效果相反的載流子的彼此中和；

-施主摻雜被理解為向原來基本上空的導帶提供了躍遷上去的電子；

-受主摻雜被理解為給滿的價帶上的電子提供了躍遷機會，從而使價帶出現了空位(空穴)，從而具有了導帶的屬性；

-等等。

現有技術中的這些解讀，對于理解相應的不同具體問題和場景時，是有效的，但一旦所針對的具體問題和場景改變時，這些解讀往往難以直接適用于新的問題。因此，用傳統的導電、受主/施主摻雜的經典/準經典解讀去理解與超導機制相關的物理過程、物理關系，不僅會遇到困難，而且往往也很危險。

究其原因，主要在于這些解讀之所以能被用來理解相應的不同具體問題和場景，在于這些解讀所依據的基本的物理理論(尤其是量子理論)的適用性，而不是形象化的經典/準經典解讀本身。因此，當所針對的具體問題和場景改變時，研究者必須回到基本的物理理論，尤其是相關的量子理論，從這些理論重新出發，去研究分析新的具體問題和場景，并提出新的形象化的經典/準經典解讀以便于對這些新問題和場景的理解。

例如，某些高溫超導材料是空穴摻雜的，但一些傳統的解釋告訴我們：空穴型導電機制是因為原來滿的價帶中的電子躍遷到了空穴能級上，從而在價帶中留下了空穴；但隨著溫度T趨于零，這種躍遷不復存在，但超導卻不會因為溫度下降而消失，這顯然與傳統的空穴導電的解釋不符。

施主導電的情況也是類似，傳統解釋把施主導電歸因于施主電子躍遷到了導電上，但隨著溫度T趨于零，這樣的躍遷不復存在，而某些施主型材料卻能實現超導，這顯然與施主導電的傳統解釋矛盾。

發明內容

本發明的一個實施例的化合物制造方法包括，在化合物中形成一個上能帶E₊(k)和位于所述上能帶下方的一個下能帶E_-(k)，所述上能帶和所述下能帶之間可以有一個禁帶，也可以沒有禁帶，所述上能帶E₊(k)的底部與所述下能帶E_-(k)的頂部的能量間距小于hv_M，其中v_M是該化合物中的聲子振動模的最大頻率。其中h是普朗克常數。

根據本發明的一個進一步的方面，上述方法的特征在于

所述上能帶為受主摻雜能帶，所述下能帶為價帶，且

通過施主摻雜在所述受主摻雜能帶之上形成一個施主摻雜能帶，

所述施主摻雜能帶中的能級數少于所述受主摻雜能帶中的能級數且是少量的，

從而使所述上能帶中的電子與所述下能帶中的電子跨越位于所述上能帶與所述下能帶之間的帶隙而形成的電子對中的電子對于導電和/或超導有貢獻。

根據本發明的一個進一步的方面，上述方法的特征在于

所述下能帶為價帶，所述上能帶為施主摻雜能帶與受主摻雜能帶重疊或部分重疊或者銜接到了一起而形成的施主+受主摻雜能帶；

所述空穴-施主混合能帶中的施主能級數少于受主能級數，且施主能級數是少量的，從而使所述上能帶中的電子與所述下能帶中的電子跨越位于所述上能帶與所述下能帶之間的帶隙而形成的電子對中的電子對于導電和/或超導有貢獻。

根據本發明的一個進一步的方面，上述方法的特征在于

所述下能帶是一個受主摻雜能帶；

所述上能帶是一個施主摻雜能帶；

所述施主摻雜能帶中的能級數目大于該受主摻雜能帶中的能級數目，從而當該施主摻雜能帶中的電子向下躍遷而填滿了該受主摻雜能帶中的所有能級之后，所述施主摻雜能帶上仍然還有剩余的電子；且

所述剩余的電子的數目是“少量”的，從而使所述上能帶中的電子與所述下能帶中的電子跨越位于所述上能帶與所述下能帶之間的帶隙而形成的電子對中的電子對于導電和/或超導有貢獻。