俄國(guó)科學(xué)家最近制備出一種摻硼金剛石，這種金剛石因具有特殊的超導(dǎo)特性而引起了科學(xué)家的極大興趣。

金剛石原是電絕緣體，硬度極高，導(dǎo)熱性比銅好，這些優(yōu)良性能源于它所具有的特殊結(jié)構(gòu)和共價(jià)鍵。如果在金剛石中摻入其他元素作為載流子，它又會(huì)變成電導(dǎo)體。硼原子比碳原子少一個(gè)電子，在金剛石中能產(chǎn)生一個(gè)有效空穴，成為電荷受體，由硼原子引入的空穴所產(chǎn)生的受體能級(jí)位于金剛石的價(jià)帶頂端，距離導(dǎo)帶約5.5電子伏處。硼與其他潛在的摻雜元素相比，原子半徑小，易于進(jìn)入金剛石晶格中，并容易獲得較高的摻雜濃度。摻硼金剛石的電子傳導(dǎo)研究表明，當(dāng)硼原子濃度n≈1017～1019/厘米3時(shí)，產(chǎn)生活化能大約為0.35電子伏的半導(dǎo)電性。隨著硼濃度增高，活化能將逐漸減小，當(dāng)n≥1020/厘米3時(shí)，摻硼金剛石顯示出類金屬行為，數(shù)值1020被稱為絕緣體-金屬轉(zhuǎn)變濃度。

科學(xué)家將B4C和石墨在高溫（2500 ～2800K）、高壓（約1010Pa）下進(jìn)行反應(yīng)，得到直徑1～2毫米并具有類金屬光澤的多晶團(tuán)簇，生成的摻硼金剛石晶粒的直徑只有幾微米，而電阻率、磁導(dǎo)率、比熱等物理性能的測(cè)試表明，摻硼金剛石屬于II型超導(dǎo)體，在低于超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度Tc≈4K時(shí)顯示出超導(dǎo)性質(zhì)。金剛石型結(jié)構(gòu)的碳的超導(dǎo)性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)提示科學(xué)家，具有同樣結(jié)構(gòu)的硅、鍺在適合的條件下也有可能產(chǎn)生超導(dǎo)性。

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