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鐿銦銅合金(YbInCu4)的近藤效應(yīng)
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時間：2015-05-11
研究人員此次研究的是一種叫做鐿銦銅合金(YbInCu4)的材料。該合金的磁性被認(rèn)為會隨著溫度的改變而產(chǎn)生獨特的轉(zhuǎn)換。在某種特定溫度下，其磁性消失了，而高于這個溫度則磁性大增。
科研人員在解釋一種稀有磁性材料的罕見屬性上獲得了巨大突破，有可能為掌握一系列新技術(shù)打通路徑。40多年前日本科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)“近藤效應(yīng)”，意指含有極少量磁性雜質(zhì)的晶態(tài)金屬在低溫下出現(xiàn)電阻極小的現(xiàn)象。
科研人員在解釋一種稀有磁性材料的罕見屬性上獲得了巨大突破，有可能為掌握一系列新技術(shù)打通路徑。從信息存儲到磁制冷，很多未來最有可能的創(chuàng)新都依賴于先進的磁性材料，而這一新發(fā)現(xiàn)或?qū)㈤_啟磁性材料物理性能的方便利用之門。
這一工作由美國布魯克海文國家實驗室物理學(xué)家依格納斯·杰瑞和康涅狄格大學(xué)教授杰森·漢考克共同領(lǐng)導(dǎo)，與阿貢國家實驗室及日本的研究者合作完成，該成果在尋找滿足下一代多種技術(shù)要求的實用材料方面取得重大突破。相關(guān)論文發(fā)表在本周的《物理評論快報》上。
40多年前日本科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)“近藤效應(yīng)”，意指含有極少量磁性雜質(zhì)的晶態(tài)金屬在低溫下出現(xiàn)電阻極小的現(xiàn)象。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)3月25日(北京時間)報道，研究人員此次研究的是一種叫做鐿銦銅合金(YbInCu4)的材料。該合金的磁性被認(rèn)為會隨著溫度的改變而產(chǎn)生獨特的轉(zhuǎn)換。在某種特定溫度下，其磁性消失了，而高于這個溫度則磁性大增。這種轉(zhuǎn)換曾經(jīng)讓物理學(xué)家困惑了數(shù)十年，現(xiàn)在終于得以破解。
電子能隙定義了電子在材料內(nèi)部的運動狀態(tài)，它是理解材料電磁性能的重要因素?！霸陔娮庸庾V中有一種能隙，其能量轉(zhuǎn)換引發(fā)的近藤效應(yīng)會突然急劇增強?！苯苋鹫f，“我們的發(fā)現(xiàn)表明，量身定做的半導(dǎo)體能隙能用來控制工藝材料中近藤效應(yīng)和磁性，就像一個精巧方便的旋鈕?！?/span>
新研究使用了一種叫做共振彈性X射線散射(RIXS)的新技術(shù)。研究團隊將阿貢國家實驗室和美國能源部的同步加速器產(chǎn)生的高強X射線束流聚焦到材料上，通過敏感測量和分析散射情況，能夠發(fā)現(xiàn)材料的電子能隙和與之相關(guān)的神秘磁性行為。通過研究溫度變化情況下的磁場變化，新技術(shù)可以用來開發(fā)出許多具有強磁熱效應(yīng)的新材料，其中有些材料的近藤效應(yīng)甚至可能在室溫下出現(xiàn)。
如果真的找到室溫下具有近藤效應(yīng)的材料，制冷技術(shù)將發(fā)生徹底革命。美國家用空調(diào)器占用了超過110億美元的能源成本，每年釋放1億噸二氧化碳。而利用磁熱效應(yīng)替代機械風(fēng)扇和泵進行磁制冷，將會大幅度減少能耗和二氧化碳的排放。
除了對開發(fā)新技術(shù)具有潛在應(yīng)用價值，這一成果也大大促進了研究水平?！拔覀冮_發(fā)的RIXS技術(shù)能夠應(yīng)用在其他基礎(chǔ)能源科學(xué)領(lǐng)域?！睗h考克表示，這一成果出現(xiàn)得非常及時，或許在搜尋“拓?fù)浣俳^緣體”材料過程中很有用處，“理論上這種材料已經(jīng)被預(yù)測是存在的，但是在現(xiàn)實中尚未被發(fā)現(xiàn)?！?/span>
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