艾姆斯国家实验室的科学家们发现了第一个非常规超导体，其化学成分也存在于自然界中。镁铝石是自然界中发现的仅有的四种在实验室培养时可充当超导体的矿物之一。研究小组对三亚铁矿的研究表明，它是一种非常规超导体，具有与高温超导体类似的特性。
他们的研究结果发表在《通讯材料》上，进一步加深了科学家对这种超导性的理解，这可能会在未来带来更可持续和更经济的基于超导的技术。
超导性是指材料可以导电而不损失能量。超导体的应用包括医疗 MRI 机器、电力电缆和量子计算机。传统的超导体是众所周知的，但其临界温度较低。临界温度是材料充当超导体的最高温度。
20 世纪 80 年代，科学家发现了非常规超导体，其中许多具有更高的临界温度。艾姆斯实验室科学家鲁斯兰·普罗佐罗夫表示，所有这些材料都是在实验室中生长的。这一事实导致人们普遍认为非常规超导性不是一种自然现象。
普罗佐罗夫解释说，在自然界中很难找到超导体，因为大多数超导元素和化合物都是金属，并且往往会与氧等其他元素发生反应。他说，三菱铁矿 (Rh 17 S 15 ) 是一种有趣的矿物，原因有几个，其中之一是其复杂的化学式。普罗佐罗夫说：“直觉上，你认为这是在集中搜索过程中故意产生的东西，它不可能存在于自然界中，但事实证明它确实存在。”
保罗·坎菲尔德 (Paul Canfield) 是爱荷华州立大学物理和天文学杰出教授、艾姆斯实验室科学家，在新型晶体材料的设计、发现、生长和表征方面拥有专业知识。他为这个项目合成了高质量的镁铁矿晶体。坎菲尔德说：“尽管铁锰矿是一种在俄罗斯车里雅宾斯克州米阿斯河附近发现的矿物，但它是一种罕见的矿物，通常不会像形状良好的晶体一样生长。”
生长铁铝矿晶体是发现结合极高熔点元素(如 Rh)和挥发性元素(如 S)的化合物的更大努力的一部分。坎菲尔德说：“与纯元素的性质相反，我们已经掌握了这些元素混合物的使用，可以在最小的蒸气压下实现晶体的低温生长。”
“这就像找到一个隐藏的钓鱼洞，里面全是大肥鱼。在Rh-S系统中我们发现了三种新的超导体。而且，通过鲁斯兰的详细测量，我们发现铁铝镁石是一种非常规的超导体。”
普罗佐罗夫的小组专门研究低温超导体的先进技术。他说材料需要冷至 50 毫开尔文，即大约 -460°F。
普罗佐罗夫的团队使用了三种不同的测试来确定镁铁矿超导性的性质。主要测试称为“伦敦穿透深度”。它决定了弱磁场可以从表面穿透超导体块体的距离。在传统的超导体中，该长度在低温下基本恒定。然而，在非常规超导体中，它随温度线性变化。该测试表明，三亚铁矿具有非常规超导体的特性。
该团队进行的另一项测试是在材料中引入缺陷。普罗佐罗夫说，这项测试是他的团队在过去十年中采用的标志性技术。它涉及用高能电子轰击材料。这个过程将离子从其位置上剔除，从而在晶体结构中产生缺陷。这种无序会导致材料临界温度的变化。
传统的超导体对非磁紊乱不敏感，因此该测试显示临界温度没有变化或变化很小。非常规超导体对无序具有很高的敏感性，引入缺陷会改变或抑制临界温度。它还影响材料的临界磁场。在米亚站点中，研究小组发现临界温度和临界磁场的行为与非常规超导体中的预测一致。
研究非常规超导体可以提高科学家对其工作原理的理解。普罗佐罗夫解释说，这很重要，因为“揭示非常规超导背后的机制是超导体经济合理应用的关键。”
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