一種室溫超導(dǎo)材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高溫超導(dǎo)領(lǐng)域，尤其涉及一種室溫超導(dǎo)材料。 二、
【背景技術(shù)】
[0002] 1986年，瑞士蘇黎世IBM研究學(xué)者J. G. Bednorz和K. A. Muller首次發(fā)現(xiàn)了銅氧化 合物高溫超導(dǎo)體，其超導(dǎo)溫度達(dá)到35K(-238°C )。這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了國(guó)際上高溫超導(dǎo)研究熱 潮，許多研究者開展了大量的相關(guān)研究工作，其中最突出的成果是發(fā)現(xiàn)了該類銅氧化合物 材料中超導(dǎo)溫度最高已達(dá)到135K(-138°C )，但離"室溫超導(dǎo)"還有相當(dāng)一段距離。高溫超 導(dǎo)的問世對(duì)傳統(tǒng)超導(dǎo)理論也帶來了巨大的沖擊，過去非常成功的費(fèi)米和BCS超導(dǎo)理論不能 全面解釋相圖，二十多年過去了，高溫超導(dǎo)的機(jī)理仍然懸而未決。因此，發(fā)現(xiàn)新的更高溫度 甚至室溫超導(dǎo)材料和揭示高溫超導(dǎo)的產(chǎn)生機(jī)理是當(dāng)今超導(dǎo)研究的兩個(gè)重要方向。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種室溫超導(dǎo)材料，其超導(dǎo)溫度達(dá)到室溫范圍，即 293K(20°C )左右。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] 本發(fā)明提供的一種室溫超導(dǎo)材料是由P型和N型材料組成的，P型材料內(nèi)含有空 穴，N型材料內(nèi)含有電子，要求P型材料內(nèi)空穴數(shù)量多于N型材料內(nèi)電子數(shù)量，將這樣兩種 材料組合成一個(gè)整體，使整體材料內(nèi)凈空穴數(shù)量Hi tl滿足以下關(guān)系：
[0006] (2 + ^r；2)<m0 ^ (2 + r^\Z -1)
[0007] 這是超導(dǎo)條件不等式，式中各參數(shù)的意義如下：
[0008] A :整體材料最大外形尺寸
[0009] rQ :原子間中心距離的一半 [0010] Z :空穴型材料的原子核電荷數(shù)
[0011] 1 :以原子核中心為球心、以A為半徑的球內(nèi)包含的電子數(shù)
[0012] 嚴(yán)格按照上述參數(shù)組成的材料，在室溫條件下就具有零電阻特性，這就是本發(fā)明 提供的一種室溫超導(dǎo)材料。
[0013] 超導(dǎo)體的一個(gè)重要特征是零電阻特性，這就決定了超導(dǎo)體內(nèi)一定存在一條電場(chǎng)為 零的通道，在這條零電場(chǎng)通道內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)沒有阻力，電阻為零。依公知知識(shí)，一切物質(zhì)都是 由原子核和電子組成的，原子核帶正電，電子帶負(fù)電，電子繞原子核旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明就是要在 室溫條件下，在每一個(gè)原子核外構(gòu)建一個(gè)零電場(chǎng)空間區(qū)域，并且相鄰原子之間零電場(chǎng)空間 區(qū)域相切或相交，使整體材料內(nèi)所有原子的零電場(chǎng)空間連成一體，從而實(shí)現(xiàn)整體材料內(nèi)存 在一條零電場(chǎng)通道，實(shí)現(xiàn)零電阻特性。
[0014] 依公知知識(shí)，帶正電的原子核在其周圍形成電場(chǎng)，其電場(chǎng)的方向背向原子核，指向 無窮遠(yuǎn)，在核外任意一點(diǎn)D處，設(shè)D點(diǎn)與原子核中心之間的距離為r，則D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E 1的 大小（見附圖2)可用下式表示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種室溫超導(dǎo)材料，在室溫條件下（293K)或者說在大氣中的常溫自然條件下 (_40°C~+50°C )具有零電阻特性，其特征在于：這種材料由含有空穴的P型和含有多余電 子的N型材料所組成，要求P型材料內(nèi)的空穴數(shù)量大于N型材料內(nèi)的電子數(shù)量，將這兩種材 料組成一個(gè)整體，使整體材料內(nèi)凈空穴數(shù)量Hl tl滿足超導(dǎo)條件不等式：
式中：^表示整體材料最大外形尺寸，Γ(ι表示原子間中心距離的一半，Z表示空穴型材 料的原子核電荷數(shù)，1表示以原子核中心為球心、以^為半徑的球內(nèi)包含的電子數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫超導(dǎo)材料，其特征在于：它是由一種P型材料和一 種N型材料所組成，二者之間可加絕緣層，N型材料內(nèi)也可以注入電子流，由此構(gòu)成的整體 材料內(nèi)的凈空穴數(shù)量滿足超導(dǎo)條件不等式并維持它時(shí)，P型材料出現(xiàn)〇電阻特性、轉(zhuǎn)變成室 溫超導(dǎo)材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫超導(dǎo)材料，其特征在于：它是一種用絕緣材料密封 的導(dǎo)體材料，如銅、鋁、鋅、鐵、錳、錫、鈦、鉛、金、銀等金屬，在導(dǎo)體材料兩端注入電子流，當(dāng) 導(dǎo)體材料中原有的空穴受到注入電子中和后，其凈空穴數(shù)量滿足超導(dǎo)條件不等式并維持它 時(shí)，該導(dǎo)體材料出現(xiàn)〇電阻特性、轉(zhuǎn)變成室溫超導(dǎo)材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫超導(dǎo)材料，其特征在于：它是由兩種含有空穴的P 型材料所組成，其中一種材料的空穴數(shù)量小吁
，例如汞，而另一種材料的空穴數(shù) 量則大于
，例如鋁、銅、鋅、鐵、錳、錫、鈦、鉛、金、銀、鈉、鉀等金屬，由此兩種 材料各自按一定比例制成液態(tài)汞齊，當(dāng)汞齊內(nèi)的凈空穴數(shù)量滿足超導(dǎo)條件不等式并維持它 時(shí)，汞齊出現(xiàn)〇電阻特性、轉(zhuǎn)變成室溫超導(dǎo)材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫超導(dǎo)材料，其特征在于：它是由一種或幾種有機(jī)溶 劑如液氨、二硫化碳等混合材料，和一種或幾種金屬導(dǎo)體如鈉、鉀、鈣、鎂、鋁、銅等可被有機(jī) 溶劑腐蝕的材料混合組成，當(dāng)混合材料內(nèi)的凈空穴數(shù)量滿足超導(dǎo)條件不等式并維持它時(shí)， 混合材料出現(xiàn)〇電阻特性、轉(zhuǎn)變成室溫超導(dǎo)材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫超導(dǎo)材料，其特征在于：它是由一種或幾種具有腐 蝕性的氣體如氯氣、硫化氫、二氧化硫等，和一種或幾種金屬導(dǎo)體如鈉、鉀、鈣、鎂、鋁、銅等 可被氣體腐蝕的材料混合組成，當(dāng)混合材料內(nèi)的凈空穴數(shù)量滿足超導(dǎo)條件不等式并維持它 時(shí)，混合材料出現(xiàn)〇電阻特性、轉(zhuǎn)變成室溫超導(dǎo)材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室溫超導(dǎo)材料，其特征在于：它是一種由水和金屬鹽類 及強(qiáng)酸強(qiáng)堿組成的溶液，如氯化鈉、或氯化鉀水溶液加硫酸、或加氫氧化鈉組成的混合液， 當(dāng)混合液內(nèi)的凈空穴數(shù)量滿足超導(dǎo)條件不等式并維持它時(shí)，混合液出現(xiàn)〇電阻特性、轉(zhuǎn)變 成室溫超導(dǎo)材料。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種擺脫了低溫苛刻條件的室溫超導(dǎo)材料，在室溫條件下或者說在大氣中的常溫自然條件下具有零電阻特性。這種材料由P型和N型材料所組成，要求P型材料內(nèi)含有的空穴數(shù)量大于N型材料內(nèi)含有的電子數(shù)量，將這兩種材料組成一個(gè)整體，使整體材料內(nèi)凈空穴數(shù)量m0滿足以下超導(dǎo)條件不等式：滿足該不等式的材料可以是一種用絕緣材料密封的導(dǎo)體材料，在導(dǎo)體材料兩端注入電子流；可以是汞和鋁、銅、鋅、鐵、錫、鉛等金屬制成的液態(tài)汞齊；可以是一種或幾種有機(jī)溶劑和一種或幾種金屬導(dǎo)體如鈣、鎂、鋁、銅等制成的液體；也可以是一種由水和金屬鹽類及強(qiáng)酸強(qiáng)堿組成的溶液，如氯化鈉、或氯化鉀水溶液加硫酸、或加氫氧化鈉組成的混合液。
【IPC分類】H01B12-00, H01L39-12
【公開號(hào)】CN104752600
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310726103
【發(fā)明人】胡純有, 胡秀園, 胡京礫, 胡娟秀
【申請(qǐng)人】胡純有
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月26日