銅、鎳還是鈀　超導體材料哪個最好？

編譯／高晟鈞

如何生產出，即使在高溫和環境壓力下也能保持超導性的最佳超導體，一直是現在物理學中，最激動人心的競賽之一。近年來，隨著鎳酸鹽的問世，開啟了超導體的新紀元。這些超導體由鎳構成，而這也是為什麼許多科學家將現在稱為「鎳超導體的時代」。

然而，鎳真的是最好的超導體材料嗎？

尋找最好的超導材料並不容易，有很多化學元素，包括銅、鎳甚至是鈀都在考慮範圍中。最適合的材料，其電子必須在材料中有著最佳的互動狀態，要強，卻不能太強，可以在一個「黃金地帶」實現最高的轉變溫度。

有一個美麗的元素，其超導性就界於這個「黃金地帶」中──鈀。而這很可能開啟一個新的「鈀酸鹽時代」。

在高溫下，超導體與其他導電材料非常類似，但當它們忽然冷卻到某個臨界溫度下時，它們的電阻會完全消失。突然間，它們可以毫無阻礙地進行導電，而實現超導狀態與正常狀態之間的變化稱為臨界溫度。

許多材料僅在剛好高於絕對零度時才會具有超導性。於是科學家不禁幻想，若是能找到一種在正常室溫和大氣壓下保持超導性的超導體，將從根本上改變我們發電、運輸和使用電力的方式。儘管尚未發現這種材料，但包括銅酸鹽類在內的多種超導體，已在目前的大電流傳輸和超強磁場的產生扮演重要的角色。

目前，銅酸鹽和鎳酸鹽都無法到達前文所提到的「黃金區段」。然而鈀酸鹽在元素表中，只比鎳低了一行，具有類似的性質，但電子相互作用稍弱，正好適合超導體的應用。

目前，該團隊正在計算鈀元素最佳的轉變溫度，並利用鈀酸鹽類材料，創造出更好的超導體，推動研究與電領域的發展。

資料來源:Phys.org

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