固态化学已经产生了大量具有自然界所没有的特性的材料。例如，被称为铜酸盐的氧化铜化合物中的高温超导性与天然存在的金属和合金中的超导性截然不同，因此经常被认为是非常规的。在其他合成化合物中也发现了非常规的超导性，例如铁基超导体和重费米子超导体。艾姆斯国家实验室的物理学家在Rh17S15的合成样品中发现了令人信服的非常规超导性证据，Rh17S15在自然界中也被发现为矿物云母矿。
超导是指一种材料可以导电而不损失能量。
超导体的应用包括医疗核磁共振成像仪、电力电缆和量子计算机。人们对传统超导体的理解很好，但它们的临界温度很低。
临界温度是材料充当超导体时的最高温度。
在20世纪80年代，科学家们发现了非常规超导体，其中许多超导体的临界温度要高得多。
“所有这些材料都是在实验室里培养出来的，”艾姆斯国家实验室的研究员鲁斯兰·普罗佐罗夫说。
“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。”
“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，往往会与其他元素(如氧)发生反应。”
“云母石是一种有趣的矿物，原因有几个，其中一个是它复杂的化学式。”
“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。但事实证明确实如此。”
培养玄武岩晶体是一项更大努力的一部分，目的是发现结合高熔点元素(如Rh)和挥发性元素(如S)的化合物。
艾姆斯国家实验室和爱荷华州立大学的物理学家保罗·坎菲尔德教授说:“与纯元素的性质相反，我们已经掌握了这些元素的混合物的使用，这些元素的混合物可以在最低的蒸汽压下低温生长晶体。”
“这就像找到一个隐藏的钓鱼洞，里面满是大鱼。在Rh-S系统中，我们发现了三种新的超导体。”
“而且，通过详细的测量，我们发现导弹是一种非常规的超导体。”
研究人员使用了三种不同的测试来确定飞弹的超导性质。
主要的测试被称为伦敦穿透深度。它决定了弱磁场从表面穿透超导体体的距离。
在传统的超导体中，这个长度在低温下基本是恒定的。
然而，在非常规超导体中，它随温度线性变化。
该试验表明，导弹表现为一种非常规超导体。
该团队进行的另一项测试是在材料中引入缺陷。
这项测试是他的团队在过去十年中使用的一项标志性技术。它涉及到用高能电子轰击材料，”普罗佐罗夫博士说。
“这个过程将离子从它们的位置上敲掉，从而在晶体结构中产生缺陷。”
“这种紊乱会导致材料临界温度的变化。”
传统的超导体对非磁性紊乱不敏感，因此该测试将显示临界温度没有变化或变化很小。
非常规超导体对无序有很高的敏感性，引入缺陷会改变或抑制临界温度。它还会影响材料的临界磁场。
科学家们发现，在褐煤中，临界温度和临界磁场的表现与非常规超导体中预测的一致。
对非常规超导体的研究提高了科学家对其工作原理的理解。
普罗佐洛夫博士说:“这很重要，因为揭示非常规超导背后的机制是超导体在经济上合理应用的关键。”
这一发现发表在《通讯材料》杂志上。
作者：H. Kim等
链接：https://www.sci.news/physics/unconventional-superconductor-miassite-12764.html
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