[发明专利]在比超导温度Tc高的温度下操作超导体的方法

说明书

背景和公开内容

本公开广泛地涉及超导体，更具体地涉及调整超导体的超导温度T_c到高于T_c的温度的方法和装置。

在从T_c^*到T_c的范围的温度T_c(i)(其中，T_c^*大于超导体的超导温度T_c)，操作处于其超导态的超导体的方法包括：在所述超导体进入到超导态后，冷却所述超导体到温度T_c以下，并对所述超导体施加能量。所述能量对应于量子能量hv，其在小于E₀的最小能量到小于E₀的范围，其中E₀为所述超导体的两维激励结合能的基态。接着冷却所述超导体到选择的温度T_c(i)。所述最小能量为E₀的8/9。

由光源施加所述能量，所述光源可以为脉冲。所述超导体在温度T_c或更低的温度下冷却，直到所述超导体的温度降低到低于所述冷却温度。所述超导体在温度T_c或更低的温度下冷却，直到产生了足够数量的稳定全局局域化激子来维持超导态。

在所述冷却温度升高到T_c之上之前、或在所述冷却温度升高到T_c之上并且在失去超导态之前，可以施加所述能量。所述能量E₀是空穴密度的分数(the fraction of hole density)n的函数，其中空穴密度的分数n随着超导材料变化而变化。

当结合附图考虑时，从本公开的以下的详细描述，本公开的这些和其它方面将变得更加明显。

附图说明

图1为低于超导温度T_c时单位晶胞晶格的透视图；

图2为在双极转变过程中T_c接近T_c^*时单位晶胞晶格的透视图；

图3为对于低于T_c的超导体，导带中空穴和价带中电子的电流密度的BG图；

图4为处于T_c的超导体的BG图；

图5为处于高于T_c温度的超导体的BG图；

图6为YBa₂Cu₃O₇在T_c和T_c^*时电阻对于温度的曲线图；

图7为第一个实验使用的装置；

图8为YBCO的第三个实验的磁化率对于温度的曲线图；

图9为第六个实验的缺氧YBCO的电压对于温度的曲线图。

优选实施例的详细描述

自从发现高温铜酸盐超导体以来[2]，已经发现所述超导T_c值与其晶体结构中CuO₂层数相关联，最大可以达到3层。除了这一特征之外，T_c还根据空穴载流子密度以反抛物线形式变化。除了T_c，激子增强机制(EEM，Excitonic Enhancement Mechanism，激子增强机制)模型也可以预测在正常和超导相中的其它新特性，如在混合态量子霍耳效应中观察到的符号改变[3]和热力电子动力(thermal electric power)[4]。

所述EEM理论本质上基于来自位于CuO₂层上的氧离子的本征部分填充的“p”价带VB和Ba/Sr离子的空“s”导带CB之间的双极带间交互所用。因为这种带间交互作用，产生了本征电子带结构的显著重正化，并且在带隙G中引入了激子能级。事实上，带隙中激子能级在CuO₂晶体中也产生[5]。