[發明專利]一種以納米結構建立室溫超導體的方法

在審

• 申請號: 201310728945.0
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103745780A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 李揚遠
• 申請（專利權）人: 北海集磁電機開發有限責任公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B12/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種以納米結構建立室溫超導體的方法。

背景技術

無論是在高溫區還是在低溫區(液氦溫區除外)：金屬導體產生電阻的原因都是一致的：在物質內部，熱噪音的存在會使晶格點陣發生振動，點陣的振動則令自由電子隨之振動。當電子傳導電流時，就會形成振動的電子流。電子流的振動勢必造成電子之間的無序碰撞(并非電子與所謂的“聲子”碰撞)，從而產生電阻阻礙電子定向流動。具體過程是，溫度↑↓→熱噪音↑↓→熱碰撞↑↓→電阻↑↓。

根據上述，可以認為，(室溫)超導體問題實質是(室溫)熱碰撞問題。換言之，建立(室溫)超導體的過程其實是解除(室溫)熱碰撞實現零電阻的過程。

如何解除(室溫)熱碰撞使之為零？這是一個至關重要的聞題。該問題的解決，不僅能夠揭示液氦溫區至液氮溫區乃至室溫區所有高低臨界溫度超導體的內在規律，而且能夠解釋一切超導物度的超導電性，并且能夠導致交流超導體的誕生。然而，迄今為止，超導物理界還沒有一種理論(其中包括BCS理論)和技術方案(盡管獲得了164.K的“高”溫超導體)就所提出問題能夠作出明確的回答。

發明內容

本發明的任務是，提出一種以納米結構解除熱碰撞、建立室溫超導體的方法。

如果將金屬導體分割成為無數根非接觸的直徑只有一個原子大小的納米細線(美國IBM公司的研究人員已能制成僅由二個原子構成的墜道二極管)；情況會怎么樣？

雖然不能排除電子隨納米細線一起同步振動(前述熱噪音所致)，但由于每根納米細線彼此相隔，因面導線間的電子熱碰撞(橫向)為零。單一納米細線上的熱碰撞(直向)對于電流傳導而言，正碰撞與負碰撞的機會均等(否則將意味著出現非溫差電流)故同線上的和碰撞為零。于是，由眾納米細線合成的“金屬導體”便呈現零電阻。本發明就是源于此納米結構。

在本發明中，納米細線間的距離決定超導體的臨界溫度。

設室溫超導體的納米線距為S，臨界溫度為T＝300K，則有：

①當S＞S_室時，T＞T_室，建立超導體的臨界溫度高于300K；

②當S＜S警時，T＜T塞，建立超導體的臨界溫度小于300K；

③當S＜＜S氫時，T(＜T童，。建立超導體的臨界溫度遠離300K。

一些在非室溫區。具有超導電性的氧化物(例如釔鋇銅氧化物)和陶瓷及碳足球等特殊材料，它們所含有的復雜晶體結構也許正是本發明闡述的納米結構。可是，由于納米結構的S值達不到室溫要求的S_室值，因此，它們(在室溫下)只能呈準超導態。這些材料置于不同的非室溫區之所以呈超導態，是因為所處溫區給予的準超導態與納米結構給予的準超導態配合之故，或者說是符合上述第②、③點要求所致。

顯然，物質不同，S值就不同，超導態表現的臨界溫度自然也不同。127.5K鉈鋇鈣鋼氧化物和164K汞鋇鈣銅氧化物可能恰是“鉈”、“汞”不同致使S有別從而造就臨界溫度之差。。

至此，氧化物、陶瓷、碳足球等誓“高”溫超導體為什么一定含有金屬原子不言而喻。

納米線距S在決定臨界溫度的同時，還決定著臨界磁場場強H。S與H的關系是：。

1、當S＝0時，H呈現第1類超導體的臨界磁場場強；

2、當S＞0時，H呈現第II類超導體的臨界磁場場強；

3、當S＞＞0時，H進入“第I類一超導體的臨界磁場場強。

眾所周知，第1類金屬單質超導體(液氦環境)不允許通過交流電，否則喪失超導電性。喪失超導電性的理由是：a、電流變化促使磁場變化從而引起電子流“傾向”性碰撞進而破壞零電阻。b、通電導體之周圍不僅產生交變磁場，其內部也同樣存在交變磁場△B。△B對電子.流會產生力的作用致使電子流發生新碰撞以致形成新的電阻破壞超導電性。

采用納米結構后(S值須合理)，即使電子流受到△B的影響，也僅僅是加劇納米細線和電子盼振動而已，決不會出現異線(電子)碰撞的不良后果。不過，△B的大小可以左右振動的幅度。

第II類超導體(釔鋇銅氧化物等“高”弦臨界溫度超導體)的上臨界磁場通常比下臨界磁場高出一個數量級，而且大部分的臨界磁場均比第1類超導體高，其中與納米結構無不關系：當然，s值必須大于零。

顯而易見，以納米結構為前提的S＞＞0的結果是，誕生交流超導體。