高温超导体全新机制

　　中科院物理所日前在京召开新闻发布会，通报了该所近日在高温超导研究方面取得的一系列进展。中国科学家在高温超导方面的最新研究被国内外同行证实“超出了传统超导极限”。4月25日《科学》杂志的一篇新闻报道称，新发现的铁基高温超导材料将中国的凝聚态物理学家推向了最前沿。

　　据了解，超导态中材料电阻为零，这对于众多应用科技而言具有巨大的诱惑力。一般超导合金在接近绝对零度时电阻为零，但由于制冷的原因在应用上遇到障碍，而高温超导是指材料在某个相对较高的临界温度，电阻突降至零，有更广阔的应用前景。1986年，物理学家发现了铜氧化物高温超导体，物理所赵忠贤院士所领导的研究小组曾作出杰出贡献，引起了全球物理学家的关注。自此，科学家们在不断地寻找新的高温超导材料，并尝试揭示其中的物理机理。

　　东京工业大学的Hideo Hosono在今年2月最先发现的新型超导材料是一种氟掺杂镧氧铁砷化合物，它在临界温度26K(零下247.15摄氏度)时即具有超导特性，这一消息让全世界振奋。此前，科学家知道的唯一一类高温超导材料就是铜氧化物。自2007年12月开始，中科院物理所陈根富博士已投入到镧氧铁砷非掺杂单晶体的制备中，他们在日本科学家宣布结果后一周内实现了超导并测量了基本物理性质。几乎与此同时，物理所闻海虎研究组通过在镧氧铁砷材料中用二价金属Sr替换三价的La，发现有25K以上的超导电性。3月25日和3月26日，中国科学技术大学陈仙辉研究组和物理所王楠林研究组分别独立发现超过40K的超导体，突破麦克米兰极限(麦克米兰曾经断定，传统超导临界温度最高只能达到39K，被称为麦克米兰极限)，证实该类超导体为非传统超导体。3月29日，赵忠贤院士领导的小组发现掺氟镨氧铁砷化合物的超导临界温度可达52K，4月初，该小组又发现在压力环境下合成的无氟缺氧钐氧铁砷化合物，其超导临界温度可进一步提升至55K。

　　5月2日，国际物理学界的重要期刊《今日物理》对铁基新超导体的研究进展进行了更详细的评述，分析了铁基超导材料和铜氧化物超导材料的异同，并指出了该项研究对高温超导研究的重要意义。美国普林斯顿大学的理论物理学家、诺贝尔物理学奖获得者Philip Anderson指出：“如果新超导体的工作机制与铜氧化物超导体不一样，那么其意义可能更加重大。如果它真的是一种全新的机制，上帝才知道它将会走到何处。”

　　中科院院士于禄并没有直接参与该项研究，但他在接受《科学时报》采访时评价说：“中国科学家的这项研究之所以在世界范围内引起了广泛关注，是因为这不是孤立的成果，而是短时间内取得了一系列的成就，这是国家多年来对科学长期支持的结果。”

　　在这一轮关于铁基超导体的研究中，中国物理学家占据了非常重要的位置，主要研究力量里的4个研究小组中，3个来自中科院物理研究所暨北京凝聚态物理国家实验室，另外一个小组来自中国科技大学。《科学》杂志评论说：“许多科学家评论，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。”美国佛罗里达大学理论物理学家Peter Hirschfeld说：“一个或许本不该让我惊讶的事实就是，居然有如此多的高质量文章来自北京，他们确确实实已进入了这个行列。”

　　赵忠贤表示，虽然近来物理所在高温超导方面取得很多成绩，但在很多方面仍存在着不足，例如在新材料物性探测方面缺乏关键的研究手段，包括核磁共振、中子散射、强磁场等，而这些研究手段的不足明显制约了我国在后续物性研究方面的进展，因此开展广泛的国际合作势在必行。

　　中科院物理所所长王玉鹏表示，在铁基超导体的研究中，中青年科学家发挥了非常重要的作用，可以说高水平人才的引进和青年人才的培养是关键因素之一。物理所作为凝聚态物理国家实验室在某些领域已具有了相当的国际竞争力，如果在研究手段和人才引进及培养方面能够获得较充足且稳定的支持，保持这种发展势头并给予一定的时间，将会有更多世界一流的研究成果出现。

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