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铁基超导体研究取得群体性突破,居世界领先水平
2009-10-28      中国科学院网站

美国《科学》杂志1218公布了该刊评选出的2008年十大科学进展,中国科学家和日本科学家发现的一类全新铁基高温超导材料(简称为铁基超导体),以“新型高温超导体”为题被列为第四项重大进展。

据《科学》杂志报道:“物理学家发现了高温超导体的第二个家族,高温超导体指的是某些在大大高于绝对零度的温度时电阻为零的导电材料,目前还无法解释高温超导的原因。这一进展加深了凝聚态物理学中最大的谜团。20082月,日本一个研究小组报告说发现了第一个这种新型高温超导材料——掺杂氟的镧氧铁砷化合物(LaFeAsO(1-x)Fx),在临界温度26K下具有超导特性。三个月内,4个中国研究小组分别用其它元素(如镨和钐)替换镧,将电阻为零的临界温度提高到了55K。之后,又有研究人员发现了具有不同晶体结构的化合物,将临界温度提高到了56K。对于临界温度来说,56K并不算高。最高纪录是138K,创下记录的是另一个高温超导家族的成员、1986年发现的铜氧化物。但是,铁基材料还是引起了轰动,部分原因是它们或许有助于解决长期以来的奥秘:铜氧化物是如何超导的。关键问题是这两类超导体的工作原理是否相同。迄今为止还没有能明确回答这个问题的证据。”

4个研究小组都来自于中国科学院。继日本科学家工作之后,325,中国科大陈仙辉小组首先发现了新的超导材料钐氧铁砷(SmO1-xFxAs),它的临界温度是43K,文章发表在英国《自然》杂志上;326,物理所王楠林小组也发现了新的超导材料铈氧铁砷(CeO1-xFxAs),它的临界温度是41K,文章发表在美国《物理评论快报》上。这些不仅说明新的超导材料是非传统的超导体(突破麦克米兰极限39K),而且发现了除铜基超导体之外新的高温超导材料!4月初,物理所赵忠贤小组又发现了新的铁基氧化物,迅速把临界温度提高到55K,开创了铁基高温超导临界温度的新纪录。与上述电子掺杂方式不同,物理所闻海虎小组利用空穴掺杂方式也发现了临界温度是25K的铁基超导材料,从而打破了日本小组所声称的空穴型掺杂材料不超导的论断。这一系列研究结果在《自然》、《物理评论快报》等权威杂志上发表并引起了国际轰动,为此《科学》、《自然》先后共编发了4篇专题报道,据了解,这样的系统报道在中国物理学界尚属首次。

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