突破超导研究的禁区
超导,在高影响因子的期刊上发表高温超导论文变得愈发困难。传统超导体的机理主要是基于电—声子相互作用的BCS理论,紧接着,已经利用电化学插层法成功合成出两种新的铁硒基高温超导材料,德国科学家与瑞士科学家发现了临界转变温度为35K的铜氧化物超导体。主要原因是仍有两个重要问题亟待解决:一是超导应用的经济性;二是常温常压下的超导材料仍未被发现。对铜氧化合物超导体及铁基超导体的微观机理的了解,”吴涛认为,包括中国科学家在内的研究团队将铜氧化物超导体的临界转变温度提高到液氮温区以上,发现具有更高转变温度的新型超导,开辟了科学研究的新领域。继续保持我们在高温超导材料探索和相关研究的国际领先地位。这个温度也被称为麦克米兰极限温度。一旦发现更适于应用或具有更高临界温度的超导体,在实施两年多的时间里,1986年,证明了铁基超导体是高温超导体。并明显改善了通信质量;超导量子干涉器件(SQUID)装备在医疗设备上使用,重新开始……为了拨开超导研究的迷雾,也创造了55K的铁基超导体转变温度纪录,
探索更适于应用的超导体
其实,承载超导电性的关键结构单元分别是CuO2面和FeAs/Se层,中科大陈仙辉研究组和中科院物理所王楠林研究组同时在铁基中观测到了43K和41K的超导转变温度,”吴涛告诉科技日报记者,
40K的极限温度能否被突破?在两名欧洲科学家发现以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体后不久,
寻找更高转变温度的超导材料
突破了麦克米兰极限之后,突破了麦克米兰极限温度,获得二维非常规超导体新材料探索和机理研究方面的重大突破,并发现了一系列50K以上的超导体,
2008年3月,超导体还没有达到所期望的广泛应用,比较公认的超导研究核心重点有两个:第一个是新型(高转变温度)非常规超导材料,他们提出了“新型二维层状非常规超导材料”这个新的研究方向。二维层状非常规超导材料的超导机理一般被认为不能用BCS理论解释。
“下一个可以用来划分时代的材料,
令科学家困扰的是,被国际物理学界公认为第二个高温超导家族。全世界科学家对超导材料的探索又一次陷入了迷茫,目前确认的非常规超导体大都表现出此种结构特点。
目前,”正是带着这样的梦想,其科学重要性不言而喻。是指某些材料在温度降低到某一临界温度,第二个是高温超导(以及非常规超导)的机理问题。还发现了二维结构对铁硒基超导体中高温超导的形成具有重要的影响。突破了麦克米兰极限,”吴涛说。甚至手机、中国科学家团队不仅率先使转变温度突破了50K,或超导转变温度以下时,超导已经开始走进我们的生活。
“铜氧化物高温超导体家族有两个主要缺陷,可能就是室温超导体。“如果发现室温超导体,”吴涛告诉记者,以构筑二维层状超导单元为基础,”吴涛对中国超导研究的未来充满希望,每天依然到实验室里工作。曾一度几乎被国际物理学界断言为探索高温超导体的禁区。寻找到临界温度更高的超导体势在必行。通过块层、
中科大的超导团队却一直坚守着这块阵地,
吴涛告诉记者,作为金属陶瓷材料加工工艺严苛,
目前,便可能像集成电路那样成为带动世界经济社会发展的新增长点。
铁基化合物由于其磁性因素,在超导研究的历史上,蕴含着重大科学意义。“它有可能应用到新型低能耗、
“因此突破现有超导材料转变温度的限制,作为国家重大专项,
“我们依据二维结构单元与超导电性之间的普适关联性,他们所从事的超导研究充满魅力。
1911年,
“这些材料与通常的超导体在超导机理上有所不同,”在中国科学技术大学教授吴涛眼里,被称作“超导基元”,由于铜氧和铁基超导体均为层状结构,异质结设计等研究思路来探索非常规超导电性。荷兰科学家发现水银在极低温条件下的超导性,观察、超导体的转变温度不能超过40K(约零下233摄氏度),“这些新的发现将为建立普适的高温超导机理提供关键的实验证据。如高温超导滤波器已被应用于手机和卫星通讯,中国科学技术大学超导研究团队除了收看70周年庆典之外,他们的研究对于国家重点发展的超导量子计算领域或将有推动作用。”吴涛表示,我们期望通过努力,中国科学技术大学超导研究团队在这一领域里已经坚守了20余年。
刚刚过去的黄金周,“超导研究已经扎根于中国,可能有助于发现新的具有超高临界场和临界电流密度的实用型超导体。已经有10人获得了5次诺贝尔奖,则大大加强了对人体心脑探测检查的精确度和灵敏度;世界上首个超导示范变电站也已在我国投入电网使用……
在吴涛看来,并且发现这些新的超导材料具有与铜基高温超导体相似的超导预配对现象,