成果与交流

研究进展

RESEARCH PROGRESS

SC3-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一个重要特征,在非常规超导材料中经常发现。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,也包含温度的平方项,近似可用一个温度的幂律函数,R(T) = R0 + ATα, 或是R (T) = R0+ AT + BT2 来描述。幂指数 α=1 是奇异金属态,系数A的值为零则表明奇异金属态消失。

SC2-发展离子液体调控技术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。

SC10-在Mo5Si3中通过磷/砷掺杂实现最高Tc ~ 10.8 K的强耦合超导电性

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。但目前实际应用的超导材料仍然是以液氦温区工作的NbTi合金为主,高昂的成本极大地限制了其应用范围。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导实验室SC10组研究团队长期致力于新型超导材料的探索,已经发现了几十种新型超导体。

SC8-铁基超导体中自旋涨落的择优取向

非常规超导体包括铜氧化物高温超导体、铁基超导体、重费米子超导体和部分有机超导体等,因其不能用传统的BCS超导理论所描述而得名,它们的微观机理至今是凝聚态物理中最具挑战性的难题之一。传统的超导机理仅考虑了电荷相互作用,即巡游电子与构成材料晶格的原子发生库仑相互作用,通过交换晶格振动的能量量子——声子而发生两两配对,最终相干凝聚成超导宏观量子态。

SC3-铜氧化物超导体高压下的超导-绝缘体相变

对固体施加一个压力,晶格常数会变小,由此可增加能带宽度,把一个绝缘体转变为导体。这是高压诱导的绝缘体向导体的转变是固体材料常见的物理现象,称之为Wilson转变。而把一个金属甚至超导体通过压力,在不改变电子的价键特性的前提下,转变为绝缘体是一个非常困难的事。但这件几乎不可能发生的物理现象最近被发现了。