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中山大学/清华大学同发Nature及Science,破解​30年难题

氧化铜材料的高温超导机制在被发现30多年后仍然是一个谜。一种阐明这一点的方法是寻找铜家族中不同观察结果之间的相关性。随着铜族各晶胞中CuO2层数n的增加,最高转变温度(Tc,max)呈现出普遍的钟形曲线,在n = 3处达到峰值。这种趋势的微观机制仍然难以捉摸。 2023年7月13日,清华大学朱静及王亚愚共同通讯在Science 在线发表题为“Correlating the charge-transfer gap to the maximum transition temperature in Bi2Sr2Can-1CunO2n+4+σ”的研究论文,该研究使用先进的电子显微镜对1≤n≤9的Bi2Sr2Can-1CunO2n+4+σ族铜酸盐的原子结构进行了成像;可以同时测量电荷转移间隙尺寸(D)随n的变化。该研究确定D的n依赖性遵循倒钟形曲线,在n = 3时D值最小。D, n和Tc,max之间的关系可以澄清铜酸盐中超导性的起源......阅读全文

铜氧超导体简介

  铜氧超导体是最早发现的高温超导体,20世纪八十年代缪勒、柏诺兹合成的钡-镧-铜-氧系高温超导体和朱经武、赵忠贤合成的钇-钡-铜-氧系高温超导体均属于此范畴。  铜氧超导体包括90K的稀土系,110K的铋系,125K的铊系,135K的汞系超导体。它们都含有铜和氧,因此称为铜氧超导体。铜氧超导体具有

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

中科院镍基超导体研究获最新进展

  在迄今发现的所有超导体中,铜氧化物高温超导体保持常压下超导临界温度(Tc)的最高纪录,其非常规的超导微观机理仍是凝聚态物理领域最具挑战性的科学问题之一。作为元素周期表中Cu的最近邻元素Ni,早在20世纪90年代初便有理论指出,无限层结构的镍氧化物因与铜氧化物高温超导体具有相似的晶体结构和电子构型

我国学者发现发现新型结构和更高Tc的准一维Cr基超导体

  超导体具有零电阻效应、迈斯纳效应和约瑟夫森效应等物理特性,这使其在大电流、强磁场、微弱信号检测等诸多基础领域具有广阔的应用前途和无与伦比的优势。对新超导材料的探索和高温超导机理的研究是当前凝聚态物理中的重要研究方向。自从铜氧化物和铁基高温超导发现以来,人们寻找新型高温超导材料的目光更多的转向了过

物理所在笼型富氢化物LaH10高温超导电性研究中取得进展

  自1911年超导现象被发现以来,室温超导是人们孜孜以求的目标。然而,基于电-声耦合机制的常规超导体,其超导临界温度(Tc)通常很难超过麦克米兰极限~40K。20世纪80年代发现的铜氧化物高温超导体为实现室温超导带来希望,但是经过30多年的研究,最高Tc(常压下~134K,高压下~164K)很难进

新研究揭示铁基超导与奇异金属态间量化规律

  高温超导微观机理是凝聚态物理最具挑战的科学难题之一。当高温超导电性被外场破坏后,其正常态电阻率会展现出随温度线性变化(从高温延伸至接近绝对零度)的“奇异金属”行为。十年前,研究人员发现奇异金属正常态与高温超导之间存在着密切联系,探究两者间量化物理规律是揭示高温超导微观机理的重要路径。然而高温超导

物理所发现铜基高温超导新材料

  铜氧化物高温超导体(简称铜基超导)是常压条件下迄今转变温度最高的超导材料体系,对它的微观机制破解入选Science 125个重大科学难题,目前依然是凝聚态物质科学最大的谜团和挑战之一。由于铜基超导体很强的Jahn Teller效应和层间库伦作用,沿c方向的铜氧键长大于铜氧平面内的键长,导致基本电

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,

超导体的临界参数

  超导体具有三个临界参数:临界转变温度Tc、临界磁场强度Hc、临界电流密度Jc。当超导体同时处于三个临界条件内时,才显示出超导性。  (1)临界转变温度Tc:当温度低于临界转变温度Tc时,材料处于超导态;超过临界转变温度Tc,超导体由超导态恢复为正常状态。  (2)临界磁场强度Hc:当外界磁场强度

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

中山大学/清华大学同发Nature及Science,破解​30年难题

  氧化铜材料的高温超导机制在被发现30多年后仍然是一个谜。一种阐明这一点的方法是寻找铜家族中不同观察结果之间的相关性。随着铜族各晶胞中CuO2层数n的增加,最高转变温度(Tc,max)呈现出普遍的钟形曲线,在n = 3处达到峰值。这种趋势的微观机制仍然难以捉摸。  2023年7月13日,清华大学朱

物理所在镧氧铁砷中发现新的高温超导相

  在过去的一个世纪里,超导(特别是高温超导)吸引了无数的物理学家和材料学家的兴趣。这不仅因为超导现象所包含的物理丰富,而且因为其在工业上的应用前景广阔且逐渐步入人们的日常生活。目前发现的高温超导体有两大家族,一是铜氧化物,另一是铁基化合物。共同的特点是,高温超导都是出现在反铁磁有序态附近的。因此,

物理所钾铁硒体系超导相研究取得新进展

  继超导转变温度为30K的K0.8Fe2Se2【Phys. Rev. B 82, 182520 (R) (2010)】被首次报道后,性质类似的同构超导体AxFe2-ySe2(A=Cs,Rb,Tl/Rb,Tl/K)相继被合成。众多实验手段证实在该系列超导体中普遍存在相分离:铁空位有序导致的反铁磁

物理所最佳掺杂铁基超导体中子散射研究取得新进展

  高温超导机理一直是凝聚态物理领域前沿难题之一。作为继铜氧化物超导体之后的第二个高温超导家族,2008年发现的铁基超导体也是通过在三维反铁磁母体中掺杂电子或空穴载流子来抑制反铁磁长程序而获得超导态。目前的研究普遍认为,自旋涨落在两者的超导电子配对过程中均扮演着重要角色,特征之一表现为在超导样品的磁

课题组在高压下发现首个三元锰基化合物超导体系

  非常规超导材料的探索和机理研究是凝聚态物理的重要方向。迄今为止,科学家发现了数以千计的超导材料和铜氧化物、铁基两个非常规高温超导家族。然而,基于3d过渡金属锰(Mn)的化合物超导体稀少,这主要归因于Mn([Ar]3d54s2)具有半满的3d壳层,使锰基化合物通常具有较强的磁性和磁拆对效应。201

超导体简介

  超导体(英文名:superconductor),又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体。在实验中,若导体电阻的测量值低于10-25Ω,可以认为电阻为零。  超导体不仅具有零电阻的特性,另一个重要特征是完全抗磁性。  人类最初发现超导体是在1911年,这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯(

物理所等发现高压诱导的磁性量子临界点和MnP超导电性

  近年来的大量研究表明,量子临界性是强关联电子体系中诸多反常物理现象的共通性特征。对于目前已知的很多非常规超导体系,包括重费米子、铜基和铁基超导体,它们的超导相图Tsc(δ=调控参量)都可以在反铁磁量子临界点的框架下得到统一的理解,即超导的出现往往伴随着反铁磁序的消失,而且圆拱状Tsc(δ)的最佳

铁基超导体中超导与奇异金属态在压力下的共存共灭现象

低温下电阻随温度的线性变化是奇异金属态的重要特征,在非常规超导材料中常被发现。高温超导电性对这种奇异金属态的依赖关系一直是高温超导机理研究中备受关注的问题,可能隐含了破解高温超导机理的“密码”。一般情况下,高温超导体的电阻随温度的变化既包含线性项,又包含温度的平方项,近似可用一个温度的幂律函数即R(

物理所铁基高温超导机理的中子散射研究取得重要进展

  高温超导机理一直是凝聚态物理前沿研究中的一个重要课题。在目前已发现的铜氧化物和铁砷化物两大高温超导家族中,母体均具有长程反铁磁序,随着空穴/电子掺杂的引入而压制静态反铁磁序并出现高温超导电性,而动态的反铁磁涨落则存在于整个相图区域。这一图像促使人们相信反铁磁涨落在高温超导微观机理中扮演着不可或缺

TC热电偶概述(三)

三种贵金属材料热电偶都适合高温下且高精度的工控环境中使用,如塑料制作成型、高精度模具制造、化工所用的催化剂等,不属于常用热电偶类型。K型抗氧化性能强,比较适合在氧化性、惰性气氛中连续使用,在所有热电偶中使用最广泛;J型可用于氧化性气氛,也可用于还原性气氛,并且耐H2及CO气体腐蚀,多用于化工及炼油;

TC热电偶概述(二)

通常会使用如下图3所示的测量模型,假设万用表处温度相同,则在万用表处的热电势EAC会被相互抵消而不影响整个回路,整个回路的热电势都是由金属A与金属B材料的热电偶产生,进而万用表测量到的电压为EAB(TA,TB),此时的TB称为外部冷端。可以理解的是,由万用表测到的是TA与TB温度差之间的热电势。图3

TC热电偶概述(一)

温度,无论是在工业还是农业生产过程中都属于很普遍又很重要的指标。测量温度信号使用各种类型的温度传感器实现,如热电偶、热电阻、热敏电阻等。本文主要介绍热电偶测量原理及其类型,以及对热电偶选取的介绍。  何为热电偶两种不同材料的导体或半导体(通常称为热点极)两端接合(接合点A与B)形成回路时候,当两端的

物理所等在空穴掺杂FeSe基超导体研究中取得进展

  铁基超导体是一类重要的非常规高温超导体,目前主要由铁砷、铁硒两大类超导材料构成。二元铁硒是结构最为简单的铁基超导体,其超导转变温度Tc= 8K,最早由吴茂昆小组发现。对于铁基等非常规超导体,为了优化超导电性,通常需要向材料中引入适量的载流子。因此,可根据引入载流子的类型,将其分为电子或空穴型超导

物理所等在空穴掺杂FeSe基超导体研究中取得进展

  铁基超导体是一类重要的非常规高温超导体,目前主要由铁砷、铁硒两大类超导材料构成。二元铁硒是结构最为简单的铁基超导体,其超导转变温度Tc= 8K,最早由吴茂昆小组发现。对于铁基等非常规超导体,为了优化超导电性,通常需要向材料中引入适量的载流子。因此,可根据引入载流子的类型,将其分为电子或空穴型超导

物理所铁磁自旋涨落背景下的非常规超导态研究获进展

  直到上世纪七十年代中叶,所有的超导都是由晶格振动引起的,超导能隙具有s波对称性。这些超导体被称为常规超导体。之后,人们陆续在重费米子及铜氧化物超导体中发现,超导能隙函数(d波)的对称性低于晶格的对称性。这一类超导体通常被称为非常规超导体。人们认为,反铁磁自旋涨落导致了这一类材料的非常规超导态。 

道康宁推出两款全新导热材料TC-5622与TC-5351

  随着设计师和厂商越来越倾向于设计和生产外形更小、速度更快、性能更高的电子设备,随之而产生的热管理的难度也不断上升。设备空间的不断减小和操作频率的不断增加使设备的温度也不断上升,并有可能对设备性能与可靠性造成影响。为帮助电子产品设计师和制造商克服上述难题,道康宁在其成熟的导热界面材料(TIMs)产

物理所等铁基磷族化合物超导体高压研究获进展

  近年来,科学家们在新的铁基超导体的探索和对其超导机理的研究方面取得了卓有成效的进步。Ca10(PtnAs8)(Fe2As2)5 (n=3, 4)是一种新型的具有复杂结构的铁基磷族化合物超导体,其晶体结构可描述为在CaFe2As2 晶格中交替用PtnAs8中间层(被成为方钴矿层)来置换F

超导微电子器件基础研究取得重要进展

  超导器件是未来微电子学和信息科学的重要分支,是当前超导电性学和电子学的前沿课题。它有可能使电子系统在速度、功耗、频宽、噪声等性能上达到综合兼优。上海交通大学蒋建飞教授等在国家自然科学基金(批准号:68871013,69371016)资助下,结合有效的国际合作,从1989年起,在三端超导器件机制、

物理所等提出一类基于铁基非常规配对的拓扑超导体

  近年来,铁基高温超导体作为自赋性拓扑超导体,引起了科研人员的兴趣。理论研究表明,铁基高温超导体是一个理想的实现Majorana零能模的体系;科研人员在多个铁基材料表面观测到Majorana零能模,揭开了在铁基超导体系中探寻Majorana零能模的序幕,这使铁基超导体可能成为拓扑计算的载体。  但

OHFe0.98Se准粒子超快动力学和电-声子耦合研究的新进展

  铁基超导机理至今没有统一的物理图像,例如FeSe基和FeAs基体材料以及FeSe单层膜的超导电性如何统一理解仍在研究中。非常规高温超导电子配对机制这一物理问题尚无共识。  中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员赵继民指导博士生吴穹等,采用超快光谱方法研究FeSe基高温超导单晶(L