《自然》：电子爱恨之间超导性质改变

美国和英国科学家的一项最新合作研究，发现超导体具有一种波动的超导电性（shimmering superconductivity）形态。该研究结论有望为科学家理解超导体的原理和机制提供重要线索，相关论文发表在10月4日的《自然》杂志上。
 
正常情况下，电子由于电性相同而相互排斥。而当超导体被冷却到临界温度之下时，其中的电子会形成库克对，从而表现出超导性质（零电阻和抵御磁场穿过）。温度高于临界，则又回到常态。
 
领导该项研究的是英国牛津大学物理学教授Stephen Blundell和美国Argonne国家实验室的John Schlueter，他们的研究对象是纯净的有机金属分子超导体。它形成波动超导电性形态的温度比通常超导电性消失的温度（TCmax约为10K）要高大约50%（18K—12K）。
 
尽管高于通常临界温度的波动超导电性此前在铜酸盐材料中也发现过，但值得注意的是，最新研究是科学家首次在不掺杂系统中（某些材料需要掺杂才能形成超导电性）发现该效应。也就是说，这种效应与杂质无关。
 
利用一种新型探针，研究人员发现，当有机分子超导体处于超导和绝缘之间的状态时，电子的结合倾向稍稍地超过排斥，就会导致其超导电性发生波动。当电子在彼此相爱（电子配对）或者相恨（彼此排斥）之间“举棋不定”时，电子之间的“爱恨关系”十分平衡，这种所谓的波动超导电性就会出现。
 
参与研究的牛津大学Arzhang Ardavan博士表示，“尽管已经有许多实验突破，但奇异的超导电性仍然是难以捉摸的，新的观测有望加深科学家对超导现象深层机制的理解。”其他研究人员也坚信，类似的波动超导电性现象存在于更多的超导体中。

波动超导电性时分子超导体内部的粒子排列（图片来源：Stephen Blundell）
 
 

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《自然》论文摘要

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