典型的超導(dǎo)材料 截止到2008年之前,，人們發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料主要有四大家族：金屬和合金超導(dǎo)體,、銅氧化物超導(dǎo)體,、重費(fèi)米子超導(dǎo)體和有機(jī)超導(dǎo)體。 前20余年里,，高溫超導(dǎo)體研究一直停留在銅基化合物領(lǐng)域,，而鐵基化合物由于其磁性因素，被無數(shù)國際頂尖物理學(xué)家斷言為超導(dǎo)體研究的禁區(qū),。2008年3月,，日本的一位科學(xué)家無意中發(fā)現(xiàn)了鐵基高溫超導(dǎo)材料。 由于日本科學(xué)家最早發(fā)現(xiàn)的鐵基超導(dǎo)樣品轉(zhuǎn)變溫度只有26K,，低于麥克米蘭極限,，當(dāng)時物理學(xué)界還不能確定鐵砷化合物中是否存在高溫超導(dǎo)體。鐵作為典型的磁性元素本應(yīng)是不利于超導(dǎo)的,，過去發(fā)現(xiàn)的含有鐵元素的超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度也都非常的低,。中科院物理所的科學(xué)家根據(jù)自己多年的研究經(jīng)驗敏銳地察覺到， 26K的轉(zhuǎn)變溫度對鐵元素而言已經(jīng)很高了,，其中的超導(dǎo)機(jī)制很可能是非常規(guī)的,，鐵砷化合物中很可能實現(xiàn)高溫超導(dǎo)（這一系列超導(dǎo)體后來被稱作鐵基超導(dǎo)體）。在新形勢面前,，中國科學(xué)院物理所做出了科學(xué)的判斷：抓住機(jī)遇,，全力以赴！ 自上世紀(jì)80年代以來,，物理所一直在對高溫超導(dǎo)體進(jìn)行大量的系統(tǒng)性研究,，取得了一系列具有世界先進(jìn)水平的研究成果，獲得了相當(dāng)可觀的積淀,，這使得大家在面對鐵基超導(dǎo)體時顯得游刃有余,。研究團(tuán)隊團(tuán)結(jié)一心，集體作戰(zhàn),，很快捷報傳來,，物理所和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)在短時間內(nèi)的大量原創(chuàng)性工作取得了突破性進(jìn)展。 首先,，他們突破了麥克米蘭極限溫度,，從而證明了鐵基超導(dǎo)體是高溫超導(dǎo)體。研究人員在摻F（氟）的SmOFeAs（釤氧鐵砷）中成功觀測到了43K超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度,。很快,，他們又用Ce（鈰）替代Sm達(dá)到了41K的轉(zhuǎn)變溫度，同樣超過麥克米蘭極限,。不久之后,，他們在摻F的PrOFeAs（鐠氧鐵砷）中觀察到了52K的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，首次把鐵基超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度提高到50K以上,。 其次,，在這一不斷刷新鐵基超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度的過程中，中國科學(xué)家制備出了摻Sr（鍶）的LaOFeAs（鑭氧鐵砷）,，首次成功發(fā)現(xiàn)了空穴型載流子為主的鐵基超導(dǎo)材料,，推翻了過去國際學(xué)術(shù)界對于“LaOFeAs系統(tǒng)中實現(xiàn)超導(dǎo)的關(guān)鍵是電子型載流子”的錯誤認(rèn)識。 第三,，理論研究人員提出了在一些鐵基超導(dǎo)體中存在超導(dǎo)和自旋密度波態(tài)相互競爭的理論,，確認(rèn)了鐵基超導(dǎo)體的非常規(guī)性，這方面工作為認(rèn)識鐵基超導(dǎo)體磁性與超導(dǎo)電性關(guān)系奠定了基礎(chǔ),。 對此,，美國《科學(xué)》雜志刊發(fā)了“新超導(dǎo)體將中國物理學(xué)家推到最前沿”的專題評述，這樣評價道：“中國如洪流般涌現(xiàn)的研究結(jié)果標(biāo)志著,，在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域,，中國已經(jīng)成為一個強(qiáng)國”。同時鐵基超導(dǎo)體研究被評為美國《科學(xué)》雜志“2008年度十大科學(xué)突破”,、美國物理學(xué)會“2008年度物理學(xué)重大事件”及歐洲物理學(xué)會 “2008年度最佳科學(xué)發(fā)現(xiàn)”,，入選“2008年度世界十大科技進(jìn)展新聞”、“2008年度中國基礎(chǔ)研究十大新聞”,。鐵基超導(dǎo)研究主要成員還榮獲了香港求是科技基金會“2009年度求是杰出科技成就集體獎”,。
|
|
| 【打印本頁】 |
