復旦大學又出超導體新發現,力推中國科研發展
復旦大學物理研究課題組通過實驗首次揭示新型超導材料中的完整磁激發結構。
據悉,近日,復旦大學研究團隊發現新型鐵基超導體(Li0.8Fe0.2ODFeSe)中存在扭曲的磁激發結構,為高溫超導體理論的發展提供了新思路。
超導效應,首次被提出是在1911年。當時荷蘭萊頓大學的卡茂林-昂尼斯在關于汞的實驗中意外了發現該效應,即材料在一定的低溫條件下,電阻完全消失的現象。
隨后幾十年間,實驗發現大多數材料從導體轉變為超導體的臨界溫度點都很低,一般低于40k(約負233攝氏度)。
關于該超導效應,科學家用BCS理論(超導微觀理論)就可以解釋。該理論是以近自由電子模型為基礎,在電子-聲子作用很弱的前提下建立起來的?;贐CS理論,超導效應被看做是一種宏觀量子效應。
但是從1986年到2006年期間,相繼發現的銅氧化物和鐵基高溫超導體的超導轉變溫度都可以超過40 K(又稱高溫超導性),且此現象是無法用BCS理論來解釋的。
因此,到目前為止,高溫超導性的形成機理仍然是凝聚態物理研究中的重要難題之一。
關于凝聚態物理學,我們都知道,它主要是從微觀角度,研究大量粒子(原子、分子、電子、離子)的凝聚態結構、動力學過程及宏觀物理性質之間的聯系。該門學科直接為許多高科技技術(微電子技術、激光技術、光電子技術和光纖通信技術)的研究奠定了基礎。
雖然高溫超導性能是凝聚態物理研究中的難點,但從應用上來看,具有該性能的材料要想達到超導狀態,與傳統的材料相比,其對溫度的要求相對要低,因此具有良好的前景。
而在高溫超導材料的研究上,電子摻雜鐵硒材料的超導機理是目前備受關注的問題。
此次,復旦大學研究團隊發現的這種Li0.8Fe0.2ODFeSe電子摻雜鐵硒類超導體,與過去研究的材料不同,它具有大尺度、高質量的特性。
最主要的是,實驗研究發現在電流幾乎為零的狀態下,該新型材料能形成罕見的環形自旋共振峰的磁激發譜。并且隨著能量的升高,磁激發出現了由向外色散到向內色散的轉變,使得激發譜的色散關系呈現扭曲形狀,其中拐點發生在 60 meV附近,并且在拐點能量之上和之下自旋激發譜的動量結構旋轉了90度。
事實上,這一發現是非常驚人的,此次的發現首次完整揭示了電子摻雜鐵硒類超導體在動量-能量空間中的磁激發結構。
研究人員表示,如果存在統一的高溫超導理論,這一實驗結果必將為其提供全新的實驗依據。
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