返回寇谡鹏教授主页

高温超导体简介

1986年,缪勒和伯德奴斯发现钡镧铜氧化物的临界温度达到30K。他们因此获得1987年诺贝尔物理学奖。之后,科学家相继发现了许多铜氧化物高温超导材料。现在铜氧化物高温超导体的临界温度已达到130K左右,为人类挖掘超导电性所隐藏的宝藏开辟了广阔的前景。

下图为铜氧化物高温超导体典型的相图和结构:

铜氧化物高温超导体典型的相图和结构

然而,它却对解释超导机制的BCS理论是一次严峻的挑战!随着超导单晶质量的提高和测量技术的改进,一些铜氧化物高温超导体的本质属性被新的实验不断揭示出来,都显示出一个复杂的强关联电子系统行为。这些新结果进一步明确了一个观点:一些凝聚态物理中标准的概念和图象需要发展甚至修改,包括BCS超导理论和费米液体理论。这样铜氧化物高温超导机制的研究提供了新的机遇。新的超导机理在何方? 成为一个世纪性难题。

2008年东京技术学院的H. Hosono教授及其同事发现了第一个铁基高温超导材料 - 镧氧铁砷(LaOFeAs),转变温度为26K,引起了物理学界的广泛关注。之后,日本和中国科学家相继发现转变温度更高的铁基超导材料。铁基超导的发现被美国《科学》杂志评为2008年十大科学进展之一。其铜氧化物高温超导体相似,铁基超导体具有层状结构,而且超导转变温度也可以高于50 K。因此,新问题是,这两类高温超导材料(铜氧化物超导体和铁基超导体)的机制是否一样?铁基超导体为什么具有高的超导转变温度?