中國科大陳仙輝小組發現鐵基超導體大同位素效應

2021-01-07 中國網

新華網合肥５月１０日電 記者從中國科技大學獲悉，該校合肥微尺度物質科學國家實驗室陳仙輝教授小組在鐵基超導體研究方面取得重要進展，發現了鐵基超導體中的大同位素效應。國際著名學術期刊《自然》５月７日發表了這一研究成果。

傳統的ＢＣＳ理論（解釋常規超導體的超導電性的微觀理論）預言，超導體的最高溫度不會超過麥克米蘭極限的３９Ｋ（－２３４攝氏度）。在以往的研究中，只有１９８７年發現的銅氧化合物超導體打破了這一極限，被稱為高溫超導體。最近，在鐵基磷族化合物中發現的超導電性其超導臨界溫度可達５５Ｋ，同樣突破了傳統ＢＣＳ理論預言的麥克米蘭極限。這是第一個非銅基的高溫超導體，掀起了高溫超導研究的又一次熱潮。

中國科大陳仙輝小組通過氧和鐵同位素交換，研究鐵基超導體釤氧氟鐵砷化合物和鋇鉀鐵砷化合物中超導臨界溫度和自旋密度波轉變溫度的變化，發現氧同位素效應非常小，但是鐵同位素效應非常大。陳仙輝小組的發現表明，探尋晶格與自旋自由度之間的相互作用對理解普適的高溫超導電性機理是非常重要的；鐵基高溫超導體同位素效應可能具有和銅氧高溫超導體同位素效應類似的物理起源，這為普適的高溫超導機理研究開闢了新的思路。

由於同位素交換實驗是十分精細的實驗，需要對實驗樣品有非常嚴格的控制，因而實驗難度非常大。《自然》雜誌審稿人對陳仙輝小組的同位素實驗給予了高度肯定，指出：「實驗結果十分精確，表明在兩種材料有大的鐵同位素效應」，並認為該結果的意義非常重大。（代群）

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