據外媒報導，近日，東京都立大學的研究人員發現一種具有四重對稱結構的層狀鉍硫屬元素化物超導材料晶體，其超導性僅顯示出兩倍對稱性。雖然對超導體結構的研究尚不十分清楚，但這項研究表明，它與一類神秘的被稱為向列相超導體的材料相聯繫，這些機制可以在更容易達到的溫度下促進超導性。
據了解，超導體一種電阻極低的材料，但嚴重的阻礙了更廣泛使用，例如，用於長距離的電力傳輸。值得一提就是傳統的超導性僅在極低的溫度下出現。第一批「高溫」超導體僅在20世紀80年代後半期被發現，其工作原理的機制仍然備受爭議。
2012年，東京都立大學的Yoshikazu Mizuguchi教授首次成功地設計了具有交替絕緣和超導層的層狀鉍硫屬化物材料。其中硫屬元素化物是元素周期表第16族元素的材料，同一團隊現在對材料的單晶進行了測量，發現晶體結構的旋轉對稱特性並未與超導電性如何隨取向變化而複製。
據了解，該組研究的材料包括由鉍、硫和硒製成的超導層以及由鑭、氟和氧製成的絕緣層。重要的是，硫屬化物層具有四重旋轉（或四邊形）對稱性，即當旋轉90度時相同。然而，當團隊測量材料在不同方向上的磁阻時，它們僅發現雙重對稱，即當旋轉180度時相同。在不同溫度下的進一步分析並未表明結構有任何變化，他們得出結論稱這種對稱性的破壞必須來自層中電子的排列。
其中，向列相的概念來自液晶，其中無序的無定形棒狀粒子陣列可以指向相同的方向，破壞旋轉對稱性，同時保持隨機分布在空間上。最近有人假設稱在高溫超導體中出現超導現象的背後，可能是材料電子結構上的相似之處，即電子的線狀結構。這一發現清楚地將這種高度可定製的系統與銅和鐵基材料等高溫超導體聯繫起來。
研究小組希望稱進一步的調查將揭示一些關鍵的認知，即不同的材料如何產生相似的行為及它們是如何工作的。
文章編譯來源：Newelectronics