研究揭示新型“高溫”超導體奇特電子結構

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復旦大學物理系封東來教授課題組，日前運用角分辨光電子能譜儀率先揭示了新型鐵基“高溫”超導體ＫｘＦｅ２Ｓｅ２與眾不同的奇異電子結構，為超導材料的研究打開一扇新窗口。該成果已於２０１１年２月底線上發表在國際刊物《自然材料》上。通過對新型鐵基“高溫”超導體ＫｘＦｅ２Ｓｅ２進行各種本地和同步輻射實驗的測試，課題組發現這種材料的電子結構和以往的鐵基超導體完全不同。這意味著，之前國際超導研究領域所建立的鐵基超導體的普遍圖像將可能遭到顛覆。

超導現象是２０世紀人類最重大的發明之一。科學家發現，許多金屬和合金都具有低溫下失去電阻的特性，這種特殊的導電性能就是“超導態”。超導材料在軍事、民用方面都有廣闊的應用空間。

超導現象的出現，讓科學家們展開了大膽設想：如果能將超導材料的轉變溫度提高到室溫，人們的生活將因此經歷一次新的革命。“一次充電就可能維持手提電腦幾個月的使用，出門就能輕鬆乘坐時速幾百公里以上的磁懸浮‘無輪’列車……”封東來教授說。

據介紹，封東來課題組的目標就是要用材料的方式來解決人類的能源和環境問題。“銅氧化物‘高溫’超導體轉變到‘超導態’的溫度最高可達零下１１０℃，把最早的紀錄提高了１５８℃多。而且，新型超導體的電子結構搞清楚了，超導的原理就清楚了，我們就可以預言能不能設計出所對應的新型應用材料，不斷縮小與終極目標和美好想像的距離。”封東來說。