一個由美國、俄羅斯、德國和比利時的科學家組成的研究小組，在溫度接近絕對零度和強磁場狀態(tài)下，從氮化鈦薄膜中發(fā)現(xiàn)了超絕緣現(xiàn)象，奇怪的是，超絕緣現(xiàn)象是由超導現(xiàn)象引起的。該項科研成果發(fā)表在近期出版的英國《自然》雜志上。

　　1911年，荷蘭物理學家卡茂林-昂尼斯意外地發(fā)現(xiàn)，將汞冷卻到-268.98℃時，汞的電阻會突然消失，從而首次發(fā)現(xiàn)了超導現(xiàn)象。

　　1957年，美國伊利諾斯大學的巴丁、庫柏和斯里弗提出了著名的“巴庫斯超導量子理論”，他們認為，在超導態(tài)金屬中電子以晶格波為媒介相互吸引而形成電子對，無數(shù)電子對相互重疊又常?；Q搭配對象形成一個整體，電子對作為一個整體的流動產(chǎn)生了超導電流。由于拆開電子對需要一定能量，因此超導體中基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間存在能量差，即能隙。這一理論的提出使超導研究進入了一個新的階段。

　　1962年，年僅20多歲的劍橋大學實驗物理研究生約瑟夫遜提出，在超導結中電子對可以通過氧化層形成無阻的超導電流，這個現(xiàn)象稱作直流約瑟夫遜效應。

　　超導現(xiàn)象研究中的上述三次重大發(fā)現(xiàn)與近期多國科學家的發(fā)現(xiàn)有何關系？表面上看，雖然研究結果相反，但從整體上看是一致的。

　　研究人員將氮化鈦薄膜冷卻到接近絕對零度的狀態(tài)，也就是說符合瑟夫遜效應，在這樣的薄膜上外加直流電后發(fā)現(xiàn)，電流無損耗地經(jīng)過薄膜，薄膜中產(chǎn)生了超導現(xiàn)象。但具有瑟夫遜效應的氮化鈦薄膜只是一種理想模型,實際上的薄膜是一種微小尺寸的顆粒結構，在低溫環(huán)境下顆粒是一種超導磁疇，并被絕緣區(qū)包圍。

　　研究人員將薄膜置于0.9特斯拉(為地球磁場2000倍)的強磁場、溫度為70mK(K為絕對溫度)的環(huán)境中后發(fā)現(xiàn)，薄膜的表現(xiàn)就像普通的絕緣體一樣，但當溫度降低到20mK后發(fā)現(xiàn)，電流急劇接近零，也就是電阻無限增大。原來，這里發(fā)生了量子現(xiàn)象，出現(xiàn)了與超導完全相反的現(xiàn)象???超絕緣。雖然這很奇怪，但超絕緣效應在實驗中與超導現(xiàn)象同時存在，因為磁疇仍然具有超導性。

　　超絕緣現(xiàn)象具有多大的穩(wěn)定性？眾所周知，當溫度高于臨界溫度、外界磁場高于臨界場和外加電流高于臨界電流的情況下，超導現(xiàn)象將被破壞。研究發(fā)現(xiàn)，在某些狀態(tài)，超絕緣現(xiàn)象也存在類似的情況。

　　研究人員指出，盡管上述研究目前只是基礎研究，但該超絕緣現(xiàn)象的實際應用非常重要，它能解決一系列化學電源上的重大問題。