我国镍基高温超导研究取得新进展
深圳5月22日电(记者白瑜)中国科学技术大学与南方科技大学科研团队首次在镍氧化物高温超导薄膜中观察到无节点超导能隙,并发现了电子与玻色子耦合的现象。这是高温超导机理研究的重要进展,相关成果于5月22日在线发表于国际顶尖学术期刊《科学》。
该论文由薛其坤院士、中国科学技术大学何俊峰教授以及南方科技大学陈卓昱副教授共同作为通讯作者。
此发现为破解“超导能隙对称性”和“超导配对机制”这两个高温超导领域的核心难题提供了关键的实验依据。在超导体中,电子通常成对出现。然而,它们为何配对、以何种形式配对,至今仍是物理学界未解之谜。为此,科学家们重点聚焦于以下两个问题:
第一个问题是:电子以何种姿态配对?电子配对可降低能量,这部分能量即为超导“能隙”。可将其比作双人舞,能隙对称性即指“舞姿”。传统超导体电子跳的是“圆舞曲”(s波对称性),能隙处处存在;而铜基高温超导体电子跳的是“探戈”(d波对称性),能隙在某些方向上为零(即“节点”)。本研究在RP双层镍基高温超导薄膜中首次明确指出:其能隙无节点,电子舞姿更似“圆舞曲”。这表明镍基超导与铜基超导的配对机制并不完全相同。
第二个问题是:电子配对是否存在“中间人”?电子带负电本应相斥。团队在实验中捕捉到“能带扭折”信号,这如同能量曲线上出现的拐点。此特定位置的拐点正是电子与玻色子耦合作用的“指纹”。这证实了镍基超导中存在电子-玻色子耦合,强烈暗示电子配对可能由“中间人”促成。
研究人员指出,这一突破为深入理解高温超导机理奠定了坚实的实验基础,并有望促进超导技术的广泛应用。(完)
责任编辑:凌辰
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