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日本東京都立大學研究人員通過混合兩種材料，創造了一種具有手性晶體結構的新型超導體。新的鉑—銥—鋯化合物在2.2K溫度以下轉變為超導體，使用X射線衍射可觀察到其具有手性晶體結構。該技術方案有望加速對新型奇異超導材料的發現和理解。相關論文發表在最新一期《美國化學會雜志》上。
科學家希望了解超導材料的奇異性質如何從其結構中產生，以及如何控制結構以獲得理想的特性。其中一個有趣的研究進展是手性問題。許多結構都具有手性，這種性質意味著它們與其鏡像不能重合。而超導體中手性的效應可使超導體在高磁場暴露下更加穩固。
東京都立大學團隊此次引入了一種全新的方法尋找手性化合物。他們沒有梳理化合物列表，而是混合了兩種具有已知物理性質的化合物。其中一種是具有超導性但沒有手性的鉑鋯化合物，另一種是具有手性但沒有超導性的銥鋯化合物。將兩種化合物以不同的元素比例組合在一起，能有效地“混搭”物理性質，從而提出一種同時具有手性晶體結構和超導性的新材料。
該團隊首先研究了不同的混合物比例，發現在大約80%的銥內含物中，手性晶體結構的比例在室溫下迅速增加。當樣品冷卻到低溫，他們能確認高達85%左右的超導性。這留下了一個“小窗口”，手性和超導性兩種屬性都可在其中顯現。顯然，他們的新化合物是一種具有手性結構的超導體。
研究團隊還證實，超導性是在本體中產生的，而不是從表面產生的。他們的工作展示了“混搭”方法在制造新的奇異超導體方面的潛力。
為什么科學家致力探索手性結構的超導體？手性顧名思義，就像我們的左手和右手，雖然看似相同，但其實并不能重疊為一。手性現象廣泛存在，可以說是自然界的基本屬性。而超導性則是物理學中最受關注的現象之一。長期以來，科學家們所驗證的超導材料都是非手性的，手性和超導性幾乎不在同一材料中被同時發現。這對于超導體的研發來說，可不是什么好消息，因為大多數材料都具有手性。而這二者的統一，或將是未來創造大幅提高用電效率的超導體的關鍵。
