新超导体研究国际领先

    本报北京5月13日电(记者齐芳)我国物理学家在新超导材料——铁基超导体研究中开展了有重要影响的领先性工作,中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室的3个研究小组和中国科技大学的1个研究小组不仅分别制备出了铁基超导材料,同时物理所对这一新材料的超导机理进行了探究。

    最新出版的《科学》杂志就此评论说“新超导体将中国物理学家推到最前沿”,中国如洪流般不断涌现的研究结果标志着在凝聚态物理领域,中国已经成为一个强国。”

    传统的高温超导材料多为铜氧化合物,而铁基化合物因为其磁性因素被认为是超导材料的“禁区”。今年2月18日,日本科学家发现氟掺杂镧氧铁砷(LaOFeAs)化合物在零下247.15摄氏度时即具有超导电性。早在2007年12月,物理所的陈根富博士就已投入到镧氧铁砷非掺杂单晶体的制备中,当他所在的小组得到这个消息后,迅速转向制作掺杂样品,在一周内实现了超导并测量了基本物理性质。

    物理所闻海虎研究组通过在镧氧铁砷材料中用二价金属锶替换三价的镧,发现在零下248.15摄氏度时具有超导电性。3月25日和3月26日,中国科学技术大学陈仙辉组和物理所王楠林组分别独立发现超过零下233.15摄氏度的超导体,突破麦克米兰极限,证实为非传统超导。

    3月29日,物理所赵忠贤院士领导的小组通过氟掺杂的镨氧铁砷化合物的超导临界温度可达零下221摄氏度,4月初该小组又发现无氟缺氧钐氧铁砷化合物在压力环境下合成超导临界温度可进一步提升至零下218摄氏度。目前世界上二十多个世界一流的研究机构都在向物理所要求提供样品,并且已开始有了部分实验结果。

    在新导体的超导机理研究中,中科院物理所方忠研究组和王楠林研究组通过实验测量和理论分析提出了一种超导全新的磁结构——自旋密度波的存在。这一结果得到了美国两个研究小组的证实。

    赵忠贤认为,铁基超导体材料常温状态下电阻就很小、临界电流大,它的发现在寻找新超导体材料方面有突破性进展;同时,铁基超导体材料成本低、工艺好,市场易于接受,有更好的应用前景。