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由电镀铼制成的新型超导体,是迄今为止发现适用于下一代超快计算机电路板的最好材料
 

一种强大的新型电镀金属组合可以在易达到的温度下进行超导,为开发尖端超级计算机的下一关键步骤铺平道路。


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    去年9月,美国国家标准与技术研究院(CIRES)的化学家和仪器设计师Don David及其同事Dave Pappas和Xian Wu发现了一种强大的新型电镀金属组合,它在易达到的温度下便具有超导性,为开发尖端超级计算机的下一关键步骤铺平道路。David及其同事刚刚发布了新的配方:在金层之间夹一层薄薄的铼(每层厚度为人发直径的1/1000),在超过6开尔文的临界温度下可超导。


    本周在应用物理通讯上发表的一篇论文的合着者Don David 说:“临界温度的效果出乎我们的意料之外。我们一直在考虑如何将超导性能赋予金膜和铜膜。而现在我们对电镀薄铼层的强度和有效性感到惊讶。”


    超导体是在冷却到临界温度时电阻为零的材料。这个温度通常非常低并且很难达到。该团队的电镀铼达到了理想的特性,适用于下一代超快计算应用的电路板:在更容易实现的临界温度下进行超导、易于机械地控制、无毒、能够在高温下熔化。这项新发现已经引起了国际计算机巨头的关注。


    电镀工艺是David每天都会做的事情,该工艺使电流通过溶解金属的水溶液,并在被浸没的物体上形成金属涂层。David在研究领域的工作受到高度关注:他和他的团队通过电镀工具(如电荷粒子光学器件和低温应用组件)来支持科学,在这种情况下,还为NIST的团队提供电路板。他们正在为NIST的Pappas量子处理组寻找一种可能实现超导的金属镀层。该团队曾尝试过多种组合,均未成功,直到David的NIST同事Xian Wu建议他们尝试使用铼:一种高熔点的硬质痕量金属,常用于喷气发动机涡轮机的建造。


    该团队测试了电阻,并发现其超导性能达6K,远高于液氦的沸点(4.2 K)。该小组正在研究氢掺杂、界面和应变对增强超导温度的作用。但无论改进的原因是什么,能够电镀一个超导体是高性能超导计算机领域的巨大发展。


    每台计算机内部都有一块电路板:一块分层的电子板,上面刻有数千个导电通路。称为“比特”的电子信息脉冲贯穿电路板,执行计算机的功能。在普通计算机中,这些电脉冲受到电路板材料的阻碍——电阻减慢了电子在电路中移动的速度,并且浪费的能量变成热量。但对于超导体,电阻几乎为零,所以不会产生热量。这样的效率将有利于生产非常快速和强大的计算机系统。


    David还说,超导体并不新鲜,但是新的文章提出了证据,即电镀铼可能是迄今为止发现的应用于电脑电路板结构中最好的材料。许多其他超导材料(如汞或铅)难以机械地工作,焊接性能差,或易在太低的温度下熔化。更值得兴奋的是,电镀工艺很容易扩大规模生产。


    该团队申请了临时专利,并且他们的工作已经引起了一些技术巨头和政府赞助商的兴趣。

 

 

 
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