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銅基超導體導電性與薄厚無關—新聞—科學網
迄今為止，人類已經合成數十種銅基超導體，它們雖組分有別，超導臨界溫度也各不相同，卻都具有相似的層狀原子結構。為什麼高溫超導體紛紛選擇層狀結構？如果將這些層狀銅基超導體減薄至二維極限，其是否仍具備相同的高溫超導特性呢？ 近日，復旦大學物理學系張遠波課題組一項的研究給出了答案。歷時4年，該團隊首次獲得了二維極限下的單層銅基超導體的導電數據，證明其具有與塊體銅基超導體相同的超導特性。
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二維高溫超導體研究取得新進展-光明日報-光明網
本報合肥11月7日電（記者常河）中國科技大學陳仙輝院士與復旦大學物理學系張遠波課題組合作，在揭示高溫超導機理方面取得新進展。記者從中國科學技術大學獲悉，該成果已於近日在線發表於國際頂級期刊《自然》上。
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進展|發現一類不同尋常的銅基高溫超導新材料
銅氧化物高溫超導體（簡稱銅基超導）是常壓條件下迄今轉變溫度最高的超導材料體系，對它的微觀機制破解入選《Science》125個重大科學難題，目前依然是凝聚態物質科學最大的謎團和挑戰之一。B 80, 94523 (2009)(Editor’s Suggestion))等具有新結構的銅基超導材料體系。其中「銅系」超導材料的Tc可高達118K，併入選「科學通報」紀念液氮溫區超導材料發現30周年紀念專輯的封面(科學通報 62, 3947（2017）)，團隊20餘年圍繞銅基超導新材料的系統研究在國際上已形成自己的特色。
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中科大超導研究團隊在鐵基高溫超導體研究中取得重要進展
該研究團隊在有機離子插層的二維層狀鐵硒基高溫超導體中揭示了由二維超導漲落導致的「贗能隙」現象，為研究鐵基超導材料中的高溫超導機理提供了關鍵性的實驗證據。相關研究成果於8月28日以「Preformed Cooper Pairs in Layered FeSe-Based Superconductors」為題在線發表於物理學知名雜誌《物理評論快報》上 [Phys. Rev.
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物理所預測非常規高溫超導體的電子結構基因
——銅基和鐵基超導體。基於這一結論，他們進一步解釋了為什麼非常規高溫超導會是如此稀有的現象，即這兩類材料都具有其他化合物不具備的特殊電子環境。在該環境中，參與反鐵磁超交換耦合的d電子軌道獨立於其他軌道單獨出現在費米能級附近。在銅基高溫超導體，由於是由八面體配位構成，這種環境只能由在d 原子殼層填充9個電子的過渡金屬陽離子Cu2+中實現。
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中國在高溫超導體領域發力,繼續領跑全球!
超導材料不斷地被科學家突破，在超導歷史上，已經有10人獲得了5次諾貝爾獎，其科學重要性不言而喻。其中，1911年，荷蘭科學家發現水銀在極低溫條件下的超導性，開闢了這個新的科學研究領域，1986年，德國科學家與瑞士科學家發現了臨界轉變溫度為35K的銅氧化物超導體。
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突破極限,中國高溫超導研究領跑世界
在兩名歐洲科學家發現以銅為關鍵超導元素的銅氧化物超導體後不久，包括中國科學家在內的研究團隊將銅氧化物超導體的臨界轉變溫度提高到液氮溫區以上，突破了麥克米蘭極限溫度，使其成為高溫超導體。「銅氧化物高溫超導體家族有兩個主要缺陷，作為金屬陶瓷材料加工工藝嚴苛，綜合成本高，影響廣泛應用。此外，銅基超導並沒有解決高溫超導電性機理豐富的物理內涵。」
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突破極限,中國高溫超導研究領跑世界 把「命門」掌握在自己手中
在兩名歐洲科學家發現以銅為關鍵超導元素的銅氧化物超導體後不久，包括中國科學家在內的研究團隊將銅氧化物超導體的臨界轉變溫度提高到液氮溫區以上，突破了麥克米蘭極限溫度，使其成為高溫超導體。 「銅氧化物高溫超導體家族有兩個主要缺陷，作為金屬陶瓷材料加工工藝嚴苛，綜合成本高，影響廣泛應用。此外，銅基超導並沒有解決高溫超導電性機理豐富的物理內涵。」
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中國高溫超導研究領跑世界 把「命門」掌握在自己手中
在兩名歐洲科學家發現以銅為關鍵超導元素的銅氧化物超導體後不久，包括中國科學家在內的研究團隊將銅氧化物超導體的臨界轉變溫度提高到液氮溫區以上，突破了麥克米蘭極限溫度，使其成為高溫超導體。 「銅氧化物高溫超導體家族有兩個主要缺陷，作為金屬陶瓷材料加工工藝嚴苛，綜合成本高，影響廣泛應用。此外，銅基超導並沒有解決高溫超導電性機理豐富的物理內涵。」
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超導有什麼用？鐵基超導又是什麼？
1933 年，德國物理學家邁斯納通過實驗發現，超導體存在其自身特性，和人們所猜想的理想金屬導體（低溫下電阻逐漸降為零）有很大的區別。即超導體除了零電阻外，它還具有另一種獨立的神奇特性——完全抗磁性。銅氧化物高溫超導家族具有多個子成員，按元素劃分有汞系、鉈系、鉍系、釔系、鑭系等；按照載流子形式可以劃分為空穴型和電子型兩大類；按照晶體結構中含有的Cu-O面層數可以劃分為單層、雙層、三層和無限層等。
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研究快訊 | 單層T-Graphene的超導及其合成路徑
單層T-Graphene的超導及其合成路徑研究背景單層超導體是製備超導納米元器件的理想材料，然而目前已知的單層超導體很少，只有單層的二硒化鈮、二硫化鉬和鐵硒等。另外，單層的元素超導體就更為少見，理論預言的超導二維硼到目前還沒有在實驗上測到超導。
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【五分鐘學常識】超導體以及超導現象
後來他又發現許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性，由於它的特殊導電性能，H·卡茂林·昂內斯稱之為超導態。昂內斯由於他的這一發現獲得了1913年諾貝爾獎。 人們把處於超導狀態的導體稱之為「超導體」。超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻，電流流經超導體時就不發生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導線中形成強大的電流，從而產生超強磁場。
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中國稀土用來製造高溫超導材料！創造未來生活
相對於其他超導線材來說，這類線材生產成本比較低，加工工藝也比較成熟。我國西部超導材料科技有限公司是這類超導材料的主要生產企業之一。2006年，我國加入了國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃，西部超導材料科技有限公司就承擔了NbTi線材和Nb3Sn線材的部分生產任務。另外，我國自己建設的核聚變實驗堆、超級質子對撞機、國產化核磁共振設備等同樣需要大量超導線材。
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「魔角」石墨烯織造「高溫」超導
他們將兩層石墨烯堆以1°左右的「魔角」差異疊在一起，並通過門電壓調控載流子濃度，成功實現了能帶半滿填充狀態下的絕緣體，繼而實現1.7 K的超導電性(圖1)。該實驗完美再現了銅氧化物高溫超導中的物理現象——準二維材料體系中載流子濃度調控下的莫特絕緣體，也是第一次在純碳基二維材料中實現超導電性，對高溫超導機理研究乃至量子自旋液體的探索等強關聯電子材料中前沿問題有著重要的啟示[3]。
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超導效應是什麼,絕緣體如何轉變為超導體?一位帶你了解
溫度壁壘」（77K）也被突破了，科學界因此把臨界溫度高於77K稱之為「高溫超導」，它是指一些具有較其他超導物質相對較高的臨界溫度的物質在液態氮的環境下產生的超導現象，並不是真的高溫。在實驗中，若導體電阻的測量值低於10的-25次方Ω，就可以認為電阻為零。超導體不僅具有零電阻的特性，另一個重要特徵是完全抗磁性。可以說，對超導體的研究在凝聚態物理領域甚至在整個物理學界中，都扮演著不可忽視的重要角色。科學界發現大多數金屬元素以及數以千計的合金、化合物都在不同條件下顯示出超導性。
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日本東工大成功檢測單層硒化鐵薄膜的高溫超導性能
東京工業大學理學院物理學系的一之倉聖助教和平原徹副教授，以及物質理工學院應用化學系的清水亮太副教授和一杉太郎教授等人組成的研究團隊，通過在超高真空（用語2）中直接測量電導率，檢測出了單層硒化鐵（FeSe，用語1）薄膜的高溫超導性。研究團隊在抑制基板傳導性的同時，在原子水平上使表面變平坦，並在超高真空中形成單層FeSe膜。
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21歲科學家連發兩篇《Nature》論文:石墨烯有望助力室溫超導實現...
如此低的超導溫度意味著，實現超導應用必須依賴於昂貴的低溫液體——如液氦等來維持低溫環境。這導致超導應用的成本急劇增加，維持低溫的成本甚至遠遠超過了材料本身的價值。即使是「高溫」超導體也只存在於相對絕對零度的高溫：-140℃。也就是說，如果能在真正室溫下實現超導的材料，就能避開昂貴的冷卻費，徹底改變能量傳輸、醫療掃描儀和運輸等相關領域的現狀。
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科學家在二維晶態超導體系中發現第二類伊辛超導和反常金屬態
有報導指出，在液態柵極調製的MoS2和單層NbSe2薄片等過渡族金屬硫化物體系中，面內中心反演對稱性的破缺產生了塞曼類型的自旋軌道耦合，使得電子發生垂直於二維平面的自旋極化，這種特殊的超導電性被稱為伊辛超導電性。由於自旋軌道耦合和自旋極化的存在，伊辛超導電性具有非常大的平行臨界場，常常可達到數倍的泡利極限，往往對應於幾十特斯拉甚至更高的強磁場。
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理解銅氧化物高溫超導特性的關鍵線索:電子自旋!
而具備超導特性的材料稱為「超導體」或者「超導材料」。1911年，荷蘭物理學家H·卡茂林·昂內斯發現，汞在溫度在4.2K（-268.98℃）附近時，其電阻小到實際上測不出來（或者說幾乎為零），此時的汞實際上就成為了超導體。之後，他又發現許多其他金屬與合金也具有超導電性。
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中國科學家發現新型超導材料特性 具有重要意義
記者從浙江大學獲悉，英國《自然》雜誌北京時間２９日發表浙江大學物理系教授袁輝球及其合作者的最新研究成果：在具有二維層狀晶體結構的鐵基超導體中發現超導態的「各向同性」，這是首次在二維層狀的超導材料中報導三維的超導特性。《自然》雜誌評審專家一致認為，這是超 導研究領域一項非常獨特而重要的發現，將對研究鐵基高溫超導形成機理具有重要意義。