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二維高溫超導體研究取得新進展

來源:光明日報 常河 訪問:306 時間:2019-11-08

  中國科技大學陳仙輝院士與復旦大學物理學系張遠波課題組合作,在揭示高溫超導機理方面取得新進展。記者從中國科學技術大學獲悉,該成果已于近日在線發表于國際頂級期刊《自然》上。

  超導是物理學中最迷人的宏觀量子現象之一,是歷久彌新的研究領域,目前全世界已有10位科學家憑借超導研究成果共獲得5次諾貝爾物理學獎。高溫超導,是指某些材料在溫度降低到某一臨界溫度,電阻突然消失的現象,零電阻和完全抗磁性是超導的兩大特征,但非常規高溫超導的機理依然沒有完全解決。如何找到通向高溫超導秘密之門的鑰匙,是科學家們孜孜以求的問題。物理學家通常的研究方法是嘗試用最簡潔的模型來揭示世界本源規律。

  銅氧化物高溫超導體,具有形式多樣的三維層狀晶體結構。迄今發現的所有銅基超導體的晶體結構,均含有相同的銅氧結構單元。這些銅氧結構單元被認為是高溫超導電性的起源,尤其是理論物理學家在研究高溫超導機理時,主要基于銅氧結構單元建立二維理論模型。因此,在實驗上驗證含有銅氧結構單元單層的二維超導體是否與相應的大塊晶體具有相同的超導電性和正常態物理,非常有意義。陳仙輝與復旦大學張遠波課題組經過多年探索和嘗試,成功獲得單層的鉍2212超導體,并在實驗上發現該單層銅基超導體與相應的塊體銅基超導體具有完全相同的超導轉變溫度、載流子濃度依賴的相圖和反常的正常態行為。這些發現為高溫超導體二維理論模型提供堅實的實驗基礎,也為高溫超導體的實驗研究提供新的思路。

  (原載于《光明日報》 2019-11-08 08版)

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