本发明专利技术涉及制造导电/超导晶体材料的方法和用该方法制造的导电/超导晶体材料。根据本发明专利技术的一个实施例的该方法包括：在所述导电/超导晶体材料中加入受主掺杂物，使所形成的受主掺杂能带的底部与所述导电/超导晶体材料的满带顶部的距离等于或略小于hωM/(2π)，其中ωM是该导电/超导晶体材料中的光学波的最大频率，h是普朗克常数。根据本发明专利技术的另一个实施例的该方法包括：在所述导电/超导晶体材料中加入施主掺杂物，使所形成的施主掺杂能带的顶部与所述导电/超导晶体材料的导带底部的距离等于或略小于hωM/(2π)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于新颖晶体导电/超导机制的晶体导电/超导材料和晶体导电/超导器件。
技术介绍
晶体材料的导电/超导现象的机制目前尚无定论，是一个重要的技术和理论问题。而以往对一般晶体导电的机制的认识实际上也并不全面。由于目前对超导机制没有明确、合理的理论和认识，因此在导电/超导材料和器件的设计开发上具有极大的盲目性。
技术实现思路
在根据本专利技术的一个实施例中，在导电/超导晶体材料中加入受主掺杂物，使所形成的掺杂能带的底部(Eil)与所述导电/超导晶体材料的满带顶部(Eaiias)的距离等于或略小于h’ ωΜ，其中ωΜ是该导电/超导晶体材料中的光学波的最大频率。根据一个更具体的实施方式，在根据本专利技术的上述实施例中，所述掺杂能带的最低能级Eil与所述导电/超导晶体材料的所述满带的最高能级Esmax的距离略小于h’ ωΜ，即 Eil-Esmax = M ωΜ-Δ 且 Δ >0。根据本专利技术的一个更进一步的方面，上述晶向是该晶体材料的LO光学振动模的最大频率即ωΜ所对应的晶向。根据一个进一步具体的实施方式，上述△所对应的能级范围内有多个受主掺杂能级。根据本专利技术的另一个实施例，在导电/超导晶体材料中加入施主掺杂物，使所形成的施主掺杂能带的顶部与所述导电/超导晶体材料的导带底部的距离等于或略小于 h’ ωΜ，其中ωΜ是该导电/超导晶体材料中的光学波的最大频率。根据本专利技术的一个进一步的方面，在上述施主掺杂能带与所述满带之间设置有深能级体系，以使所述满带中的电子能够通过该深能级体系和所述晶体材料中的受激跃迁， 而跃迁到所述施主能带中，其中所述受激跃迁是由于所述晶体材料沿相关晶向的离子链的振动而形成的时变电磁场所激发的。上述深能级体系可以是所述导电/超导晶体材料(母体)中固有的，也可以是通过深能级掺杂而专门添加的，也可以两者兼有。根据本专利技术的一个更进一步的方面，上述晶向是该晶体材料的LO光学振动模的最大频率即ωΜ所对应的晶向。根据一个更具体的实施方式，在根据本专利技术的上述实施例中，所述施主掺杂能带的最高能级Eil与所述导电/超导晶体材料的所述到带的最低能级Esmin的距离略小于 h，ωMJPEsmin-Eil = K ωΜ-Δ 且 Δ > 0。根据一个进一步具体的实施方式，上述△所对应的能级范围内有多个施主掺杂上述ωΜ即其所对应的晶向可以用传统方法测得，如中子非弹性散射方法等。本专利技术和本申请的范围进一步包括用上述实施例/实施方式所制成的导电/超导材料。 附图说明图1显示了根据本专利技术的光致电流调制晶体导电/超导器件和方法的一个实施例。图2显示了根据本专利技术的光致电流调制晶体导电/超导器件和方法的另一个实施例。图3显示了根据本专利技术的光致电流调制晶体导电/超导器件和方法的又一个实施例。图4显示了根据本专利技术的一个实施例的受主掺杂的导电/超导材料的能级。图5显示了根据本专利技术的一个实施例的施主掺杂的导电/超导材料的能级。具体实施例方式本专利技术人基于其独立发现、建立的导电/超导理论，提出了一种导电/超导材料的制造方法。 晶体导电中的电子配对和“电子对调谐”黄昆教授的《固体物理学》中，介绍了晶体中的“光学”波；“光学”波是一种晶格振动的声子在波数q — 0极限下的波动模式。《固体物理学》中结合“一维双离子链”的简化模型进行了具体描述，其频率ω — (2 β (M+m) /Mm)1/2 (1) 且振幅为Β/Δ = -m/M(2)其中A、B分别是双离子晶体中的两种离子一维交替排列的链中每种离子的振幅， M和m分别是两种离子的质量(见《固体物理学》108页，黄昆著，人民教育出版社出版，统一书号13012. 0220，1966年六月出版，1979年1月第一次印刷)。之所以叫“光学”波，是因为这种波具有显著的红外效应，这种“光学”波的圆频率一般在IO13-IO14/秒的范围内，并对这个(远红外)范围内电磁波有强烈的吸收。以下所述的晶体导电/超导机制是本专利技术人独立研究、总结出来的，这种新颖的导电/超导机制构成了本专利技术的技术方案的基础。按照量子力学，在一个周期场的体系里，有Ψ (t) = U(t, t0) Ψ (t0)(3) (以下称之为 “ Ψ (t)表象”)在一级近似下矩阵U (t，t0)的元素表示为ο- / Vnk (t) exp (i (En Ek) t/h，) dt (4)其中积分针对时间tQ-t，且Vnk(t)= JqC(X) (V(x,t)-V0(x)) cpk(x)dx其物理含义是初始定态在时刻、的CPk(X)在时刻t跃迁到初始定态中“乂)的几率为 ank!(以下称这种表示为“φη(Χ)表象”)。但“φη(Χ)表象”下的晶体中的多电子系统有个问题，因为电子是在能带中的，而且除了费米面&附近的能级之外的能级都是满的或近满的，所以在大部分情况下，Ek — En的跃迁无法实现，除非-在&附近的能级有空位，近，或-原来在&的电子与原来在&的电子配对(这里不妨假定&> Ek)，从而这两个原子彼此跃迁到对方原来的态上，其中原来&上的电子发射一个能量为& = En-Ek的声子 (或其他什么)，而该声子被原来能量Ek.的电子“直接吸收”(所谓的“虚拟声子发射/吸收”)。这种电子“配对”，其本质根源是多体费米体系里的“占位冲突”。在更一般的Ψ (t)表象Ψ (t) = U(t，t。)Ψ (t0)中，上述的电子配对表现为这两个电子之间的态交换4 — — &。“电子配对=电子态交换”这种理解具有深层的物理涵义，特别是在热力学/统计力学的意义上。在上述“一维双离子链”模型下，势场为V (x, t) = q Σ (x-x10-Asin cotrLq Σ (x-x20Bsin ω t)其中求和是对链中的各离子，q是各离子的电荷量，Xltl是第一种离子的平衡位置， A是第一种离子的“光学”波振幅，X20是第二种离子的平衡位置，B是第二种离子的“光学” 波振幅。在“光学”波极限下，ω — Οβ⑶+！^/馳广^且^々=-!!^。在小振动近似下V 的一级近似为V (x, t) = V0 (χ)+G (χ) sin ω t(5)其中Vtl(X) = q Σ (X-X10)^1-Q Σ (X-X20)1是这个离子(偶极子)链在无离子振荡下的定态势场，G(X) =G(x+a)是χ的周期函数。则有H = H。+G(X)Sincot和ankl - (exp (2 π i (Ep+Enk) t/h) / (Ep+Enk) —exp (_2 π i ω t (Enk-Ep) t/h) / (Ep-Enk) (6)其中Enk = En-En, Ep = h' ω是这个“光学”波的一个声子的能量。由于体系里的电子以上述ankl的几率跃迁，且由于体系里存在多电子之间的上述 “占位冲突”，该系统经历着一种“进化”过程，其中所有的电子对进行竞争。这种竞争的结果是，几率(=B1AaVi1)较小的那些能量差Enk的电子对被淘汰了，而只有能量差等于几率曲线Q(Enk)的最大值处能级差的电子对生存下来。换言之，整个体系的电子对都被“调谐”到了 Q(Enk) =的最大值处能级差所对应的频率上。S卩，只要“光学”波所对应的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．制造导电／超导晶体材料的方法，其特征在于包括，在所述导电／超导晶体材料中加入受主掺杂物，使所形成的受主掺杂能带的底部与所述导电／超导晶体材料的满带顶部的距离等于或略小于ｈωＭ／（２π），其中ωＭ是该导电／超导晶体材料中的光学波的最大频率，ｈ是普朗克常数。
【技术特征摘要】
1.制造导电/超导晶体材料的方法，其特征在于包括，在所述导电/超导晶体材料中加入受主掺杂物，使所形成的受主掺杂能带的底部与所述导电/超导晶体材料的满带顶部的距离等于或略小于ΙιωΜΛ2 π)，其中ωΜ是该导电/超导晶体材料中的光学波的最大频率，h是普朗克常数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述受主掺杂能带中的最低能级Eil与所述导电/超导晶体材料的所述满带中的最高能级Esmax的间距略小于1ιωΜΛ2 π )，即Eil-Esmax =\ιωΜ/(2π)-Α 且 Δ > 0。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述在所述△所对应的能级范围内有多个受主掺杂能级。4.制造导电/超导晶体材料的方法，其特征在于包括，在所述导电/超导晶体材料中加入施主掺杂物，使所形成的施主掺杂能带的顶部与所述导电/超导晶体材料的导带底部的距离等于或略小于ΙιωΜΛ2 π)，其中ωΜ是该导电/超导晶体材料中的光学波的最...
【专利技术属性】
技术研发人员：李强，
申请(专利权)人：田多贤，
类型：发明
国别省市：11
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