研究证实磁性对高温超导有关键影响

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研究证实磁性对高温超导有关键影响

近日，我国台湾“中研院”物理研究所助理研究员庄天明参与的国际研究团队证实，磁性对高温超导具有关键性影响。该研究发表在最新一期的《科学》杂志上。

高温超导体可在绝对温度155K（零下118摄氏度）时传输电流而无损耗，但其成因一直困扰了科学家近30年。

许多科学家相信，物质内借由磁性媒介的电子间交互作用是高温超导产生的关键，并由此发展出多种以磁性为主的电子配对机制理论。于2008年发现的铁基超导体，为该想法提供了另一个有力的证据，因为它们的母系化合物像铜基高温超导体有类似的反铁磁性。

确定磁性在铁基超导中扮演的角色是一个复杂问题，因为每个铁原子有五个电子贡献磁性。为查明是否电子间磁交互作用产生超导，科学家必须量测所谓异向性超导能隙——该物理量可显示库柏电子对在动量空间中不同方向的键结强度差异。

据了解，在超导体中，电子会形成库柏电子对，使电子在晶格中移动时不会产生电阻。通过量测铁基高温超导体中库柏电子对的内部电子联结强度，可证实磁性对高温超导是否具有关键性的影响。

尽管理论学家预测超导能隙异向性的存在，但其复杂的电子结构使计算该效应的大小仍非常困难。此次庄天明研究团队最终通过多能带的Bogoliubov准粒子干涉实验，证实了磁性对高温超导具有关键性的影响。

“我们发现，量测结果在定性上与理论预测吻合，从而为理论学家提供了关键信息以发展定量的高温超导理论。”庄天明说，研究团队下一步将利用此项技术来鉴定该理论是否在其他铁基超导体依然适用。

庄天明表示，该理论对未来设计室温超导体以广泛应用于节能科技有明显的帮助。（来源：中国科学报 龙九尊）

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