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nickler

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[交流] 【科研新闻】什么是超导金刚石（已搜索，无重复）

据英国Nature，2004，428:542报道，美国科学家近来制备出一种掺硼金刚石，这种金
刚石因具有特殊的超导特性而引起了科学家的极大兴趣。

金刚石原是电绝缘体，硬度极高，导热性比铜好，这些优良性能源于它所具有的特殊结
构和共价键。如果在金刚石中掺入其他元素作为载流子，它又会变成电导体。硼原子比碳
原子少一个电子，在金刚石中能产生一个有效空穴，成为电荷受体，由硼原子引入的空穴
所产生的受体能级位于金刚石的价带顶端，距离导带约5.5电子伏处。硼与其他潜在的掺杂
元素相比，原子半径小，易于进入金刚石晶格中，并容易获得较高的掺杂浓度。掺硼金刚
石的电子传导研究表明，当硼原子浓度n≈1017～1019/厘米3时，产生活化能大约为 0.35
电子伏的半导电性。随着硼浓度增高，活化能将逐渐减小，当n≥1020/厘米3时，掺硼金
刚石显示出类金属行为，数值1020被称为绝缘体-金属转变浓度。

科学家将B4C和石墨在高温（2500 ～2 800开）、高压（约1010帕）下进行反应，得到
直径1～2毫米并具有类金属光泽的多晶团簇，生成的掺硼金刚石晶粒的直径只有几微米，
而电阻率、磁导率、比热等物理性能的测试表明，掺硼金刚石属于II型超导体，在低于超
导转变温度Tc≈4开时显示出超导性质。金刚石型结构的碳的超导性质的发现提示科学家，
具有同样结构的硅、锗在适合的条件下也有可能产生超导性。

[ Last edited by bird007 on 2006-5-10 at 08:19 ]

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