物理所铁基超导理论研究取得重要进展
自 2008年以来,铁基高温超导体上的发现不仅提供了新的一类高温超导,同时也提出了一些激动人心而又至关重要的科学难题:有没有一个微观理论可以统一解释它们的超导电性?如果这个理论存在,那么它的庐山真面目会是什么样的?这些新的铁基高温超导体和旧的铜基高温超导体之间是否存在某种深刻的内在联系?中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)胡江平研究员从对称性出发,以一个简洁的微观理论,朝着这些问题的最终答案迈出了重要的一步[Phys. Rev. X 2, 021009(2012)]。 目前被广泛使用的铁基超导体理论使用了铁原子的全部五个d轨道。这些理论虽然能够给出在相当程度上符合第一性原理计算的能带结构,但由于需要的参数过多,很难解释多种不同的铁基超导体中电子成对相互作用所遵守的对称性大同小异这个实验事实。与这些理论显著不同的是,胡江平研究员和其博士后郝宁宁证明,两个由铁基超导体的S4晶格对称性联......阅读全文
超导体:传统BCS理论与高温超导理论
超导是一种物理现象,指某些材料在低温下电阻突然消失,呈现出零电阻和完全抗磁性的特征。超导最早是在1911年由荷兰科学家昂内斯发现的,当时他将汞冷却到4.2K时,发现其电阻降为零。后来人们又陆续发现了许多其他的超导材料,如铅、锡、铌等。 超导有两个重要的特点:零电阻和完全抗磁性。零电阻意味着超导
物理所铜氧化合高温超导体中绝缘超导体转变研究获进展
铜氧化物高温超导体的母体是反铁磁莫特绝缘体, 高温超导电性的产生通过掺杂适当数量的载流子得以实现。介于母体和超导体之间,存在一个特殊而重要的过渡区,即所谓的重欠掺杂区域。在这个特定的区域, 少量的载流子掺杂使得三维反铁磁长程序被迅速压制,并且发生绝缘体-金属/超导体转变。这个区域的电子结
物理所预测非常规高温超导体的电子结构基因
到目前为止,科学家发现了两类著名的非常规高温超导体——铜基和铁基超导体。这两类超导体都是在实验中偶然发现的。对它们的超导机理的研究是凝聚态物理最具挑战性的前沿工作。 中国科学院物理研究所/北京凝聚态国家实验室(筹)研究员胡江平的研究组总结了过去一系列研究工作,提出要统一解释这两类超导
物理所合作在铁基高温超导体系研究中取得进展
铁基超导家族中的两个亚族,分别以结构类似的 FeSe4 和 FeAs4 四面体层作为各自的超导基元。然而典型的 FeSe 基超导体 AyFe2-xSe2(A=碱金属离子)母体相和正常态的实验表现,却与 FeAs 基体系迥异,导致质疑这两大铁基体系的高温超导电性是否有共同物理起源。澄清这一问题对探
物理所等在铜基高温超导体中发现新颖电荷有序态
电子具有自旋和电荷两个重要特性。铜氧化物高温超导是通过掺杂破坏自旋有序态(反铁磁有序)而实现的。在过去30年里,高温超导机制的研究主要集中在对自旋行为的理解,缺乏对电荷功能的认识。 近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)郑国庆研究组利用物理所的15特斯拉强磁场核磁共振装置,
简介超导体的BCS理论
BCS理论是以近自由电子模型为基础,以弱电子-声子相互作用为前提建立的理论。理论的提出者是巴丁(J.Bardeen)、库珀(L.V.Cooper)、施里弗(J.R.Schrieffer)。 BCS理论认为,金属中自旋和动量相反的电子可以配对形成库珀对,库珀对在晶格当中可以无损耗的运动,形成超导
高温超导体基本特性的测量
实验目的 1.(利用直流测量法)测量超导体的临界温度; 2.观察磁悬浮现象; 3.了解超导体的两个基本特性—零电阻和迈斯纳效应。实验仪器 测量临界温度和阻值的成套仪器、迈斯纳效应成套仪器、计算机、CASSY 传感器 实验原理 1. 零电阻现象 处于绝对零度的理想的纯金属,其规则排列的原子(晶格)周期
复旦大学发现新型高温超导体
7月17日,复旦大学物理学系教授赵俊团队联合中国科学院物理研究所研究员郭建刚团队、北京高压科学研究中心研究员曾桥石团队,成功生长了三层镍氧化物La4Ni3O10高质量单晶样品,证实了镍氧化物中具有压力诱导的体超导电性,且材料呈现出奇异金属和独特的层间耦合行为,为人们理解高温超导机理提供了新的视角
美国高温超导体研究取得新进展
美国哈佛大学高温超导体研究取得重要进展,科研人员开发了一种新策略来创造和操纵高温超导体,特别是铜酸盐超导体,为设计新型超导材料提供了新方向。相关研究成果发表在《科学》杂志上。 科研团队聚焦于设计和实验验证新型超导体材料,尤其是在不需要极低温度的条件下,通过使用先进的低温器件制造技术,在超纯氩气
我国科学家发现新型高温超导体
超导体因巨大应用潜力备受关注寻找新型高温超导体是科学界孜孜以求的目标Nature刚刚发布复旦最新成果又一新型高温超导体被发现!复旦大学物理学系赵俊教授团队利用高压光学浮区技术成功生长了三层镍氧化物La4Ni3O10高质量单晶样品证实了镍氧化物中具有压力诱导的体超导电性(bulk supercondu
美国高温超导体研究取得新进展
美国哈佛大学高温超导体研究取得重要进展,科研人员开发了一种新策略来创造和操纵高温超导体,特别是铜酸盐超导体,为设计新型超导材料提供了新方向。相关研究成果发表在《科学》杂志上。 科研团队聚焦于设计和实验验证新型超导体材料,尤其是在不需要极低温度的条件下,通过使用先进的低温器件制造技术,在超纯氩气
中国科学家发现新型高温超导体
7月17日,复旦大学物理学系教授赵俊团队联合中国科学院物理研究所研究员郭建刚团队、北京高压科学研究中心研究员曾桥石团队,成功生长了三层镍氧化物La4Ni3O10高质量单晶样品,证实了镍氧化物中具有压力诱导的体超导电性,且材料呈现出奇异金属和独特的层间耦合行为,为人们理解高温超导机理提供了新的视角和平
物理所铁基超导体新122体系新超导体探索取得进展
FeAs基超导体的超导电性被普遍认为源自自旋涨落诱导的近似嵌套空穴型费米面和电子型费米面之间的带间散射。2010年11月,铁基超导体KFe2Se2【Phys. Rev. B 82, 182520 (R) (2010)】的发现引发了国际上铁基超导新的研究热潮。 中科院物理研究所/北京凝聚
物理所发现具有新型层状结构的超导体
近年来,层状含铋化合物因其在热电材料、拓扑绝缘体以及光催化材料等领域所表现出的优异性质而受到广泛的关注和研究。2012年Mizuguchi Y.等人报道了Bi4O4S3和LaO1–xFxBiS2的超导电性,随后人们发现了Bi3O2S3,REO1–xFxBiS2 (RE = La, Ce, Pr,
理论物理所在软物质物理的理论研究中取得进展
液晶弹性体的宏观形状变化与其内部微观液晶单元指向之间的耦合,使得通过调节液晶弹性体内部液晶单元的取向序进行机械做功成为可能。液晶分子排列良好的单畴液晶弹性体具有优秀的机械性能,如可逆的大应变变形、高强度和优异的韧性等。然而,由于随机淬火效应难以实现液晶单元的均一排列以及该材料的不可回收性(与其他常见
理论物理所在软物质物理理论研究中获进展
液晶弹性体的宏观形状变化与内部微观液晶单元指向之间的耦合,使得通过调节液晶弹性体内部液晶单元的取向序进行机械做功成为可能。液晶分子排列良好的单畴液晶弹性体具有优秀的机械性能,如可逆的大应变变形、高强度和优异的韧性等。然而,由于随机淬火效应难以实现液晶单元的均一排列以及该材料的不可回收性(与其他常
聚焦中科院物理所:铁基超导领域的中国军团
凌晨两三点钟,中国科学院物理研究所(以下简称物理所)研究员王楠林和同事陈根富、雒建林匆匆走出D楼的大门,各自回家休息。 三四个小时后,他们又回到实验室继续工作。 2008年3月,铁基超导研究竞争全面铺开,王楠林和他的同事经常要过着这样的生活:在实验室工作到凌晨,回家冲个澡,休息几个小
我国科学家发现全新高温超导体
7月12日,国际期刊《自然》刊登中山大学教授王猛团队主导的科学成果:首次发现一种在液氮温区压力下超导的镍氧化物超导体。这是继铜氧化物之后,科学家发现的第二种在液氮温区超导的全新材料,也是我国科研人员在高温超导领域取得的一项突破性成果,有望推动破解高温超导机理,使设计和预测高温超导材料成为可能,实
赝能隙或是高温超导体的新相位
通过多年的观察,美国纽约州立大学宾汉姆顿学院物理学家迈克尔·劳勒和同事找到了解开高温超导领域所谓“赝能隙”现象的关键“钥匙”。“赝能隙”或许是高温超导物质的另外一个相位(phase)。新发现或将推进室温超导研究的发展。 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
科学家破译铁基高温超导体机理
南京大学超导物理和材料研究中心主任闻海虎日前应邀在英国著名杂志《物理进展报告》上发表综述文章,介绍了其领导的研究小组在新超导体方面的研究进展,并对未来研究作出了展望。 如何获得更高的超导转变温度,一直是研究人员关注的重大科学问题。而超导态需要电子配对和凝聚才能形成,因此电子配对机制是其中的
晶界阻碍高温超导体内电流流动
美国佛罗里达大学物理学教授彼得·赫希菲尔德和5位其他机构的研究人员表示,晶界(grain boundaries)是阻碍高温超导体内电流流动的原因。相关文章刊登在《自然·物理》杂志网站上。 当20世纪80年代末首次发现高温超导体后,科学家便认为高温超导体将给人类带来
铝“超级原子”——高温超导体的新发现
南加州大学(USC)的科学家们向发现铝超级原子,有望实现室温超导。 南加州大学(USC)的科学家们向发现一种新的超导材料又迈进了一步。这种材料可以在相对较高的温度下工作,可能应用于物理研究、医学成像和高性能电子产品。 超导体能够携带电力并且没有电阻,用于核磁共振成像,磁悬
物理所合作发现Cr基化合物超导体
3d族过渡金属化合物具有非常丰富的量子态和新奇量子现象,如磁有序、巨磁电阻、自旋和电荷密度波、金属-绝缘体相变、多铁性、超导等。这些性质中,铜基和铁基出现的非常规高温超导电性是凝聚态物理的核心研究内容之一。目前,在元素周期表上的3d元素中,除Cr和Mn外,所有其它元素都存在超导的化合物。探索Cr
理论物理所在高分子物理的理论研究中获进展
类玻璃化弹性体(vitrimers)是2011年合成的一种新型高分子材料,通常在低温时表现和热固性材料类似(具备非常优秀的力学特性),在高温时可以通过键交换实现高分子网络拓扑结构的重塑(和热塑性材料类似)。因为这类材料所展现出的特殊物理性质以及强大的应用潜质,类玻璃化弹性体的制备和性质研究入选2
理论物理所在高分子物理的理论研究中获进展
类玻璃化弹性体(vitrimers)是2011年合成的一种新型高分子材料,通常在低温时表现和热固性材料类似(具备非常优秀的力学特性),在高温时可以通过键交换实现高分子网络拓扑结构的重塑(和热塑性材料类似)。因为这类材料所展现出的特殊物理性质以及强大的应用潜质,类玻璃化弹性体的制备和性质研究入选2
理论物理所在高分子物理的理论研究中获进展
类玻璃化弹性体(vitrimers)是2011年合成的一种新型高分子材料,通常在低温时表现和热固性材料类似(具备非常优秀的力学特性),在高温时可以通过键交换实现高分子网络拓扑结构的重塑(和热塑性材料类似)。因为这类材料所展现出的特殊物理性质以及强大的应用潜质,类玻璃化弹性体的制备和性质研究入选2
超导“小时代”(29):高温超导新通路
天下同归而殊途,一致而百虑。 ——《周易·系辞下》 【作者注】《超导小时代》系列文章自2015年9月在《物理》杂志连载,欢迎大家订阅、围观。此文发表于《物理》2018年第3期,详见http
在厚积薄发中绽放自信——中国铁基超导研究发展纪实
上世纪80年代末90年代初,中、美、日三国科学家的“超导大战”至今仍让人记忆犹新。在那场“大战”中,中国科学院物理研究所超导研究团队不分昼夜地在实验室工作,困得实在受不了了,就在桌子上躺一躺或在椅子上靠一会儿打个盹儿,醒了继续做实验。那时,他们研究的是铜氧化物高温超导体。 正是在这一波研究
理论物理所全面推进“一三五”战略规划
为加快推进研究所“创新2020”及“十二五”发展规划的落实,3月22日,中科院理论物理研究所召开了2013年度“一三五”发展目标部署落实研讨会。全所科研人员,研究所负责人及有关职能部门负责人30多人参加了会议。 邹冰松所长在会上再次强调了研究所“三个突破”的研究内容及拟解决的科学问题:包括
物理所建立新的拉曼散射理论
超高灵敏度探测和超高空间分辨率成像是所有光学探测和成像工具的终极奋斗目标,将二者结合起来将成为揭示微观世界物理和化学现象及其本源机理的强大武器。拉曼光谱通过光与分子的非弹性散射光谱信息揭示分子内部的转动和振动形态,是识别分子化学结构的有效手段,也是研究分子结构变化的重要工具,已经广泛应用于自然科