铁基超导的前世今生

作者: 罗会仟

来源: 中国物理学会期刊网

发布日期: 2020-10-26

本文介绍了超导体的发现历史、研究过程及其在不同领域的应用潜力,特别是铁基高温超导体的发现和研究,以及中国科学家在这一领域的贡献。文章指出,随着铁基超导体的发现,高温超导机理研究开始步入加速前进的状态,中国科学家在这一领域取得了世界瞩目的成果,推动了高温超导微观机理的研究。

什么是超导?超导的研究经历了哪些过程?为何常温超导受到如此关注?中国科学院物理研究所副研究员罗会仟在2014年撰文,讲述了铁基高温超导的发现和研究如何促进人们对高温超导电性的理解,以及中国科学家在其中的贡献。

超导体发现年代及其临界温度,已更新到2020年10月。2020年10月14日,一篇关于超高压下观察到室温超导的论文登上了Nature封面,引发轰动。论文显示,一种氢化物材料在267万个大气压的压强下室温超导现象,实现温度在15摄氏度左右。

超导体的发现和研究历史悠久,自1911年荷兰物理学家昂尼斯发现超导现象以来,科学家们一直在探索超导的奥秘。1933年,迈斯纳发现了超导体的完全抗磁性,这一特性使得超导体在零电阻之外,还具有完全抗磁性。超导体的这些特性使其在输电、发电、磁悬浮列车等领域具有巨大的应用潜力。

然而,超导体的应用受限于其需要极低的温度环境,这增加了应用成本。解决这一问题的关键在于寻找更高临界温度的超导体,特别是室温超导体。1957年,BCS理论的提出为常规金属超导微观理论奠定了基础,但该理论框架下的超导体临界温度存在40K的理论上限。

1986年,高温超导体的发现打破了这一限制,铜氧化物超导体的临界温度远远突破了40K的麦克米兰极限。中国科学家在这一领域也做出了重要贡献,如赵忠贤研究团队在Y-Ba-Cu-O体系中发现了90K以上的临界温度。

2008年,铁基高温超导体的发现为超导研究注入了新的活力。铁基超导体具有丰富的物理性质和应用潜力,中国科学家在这一领域取得了世界瞩目的成果,推动了高温超导微观机理的研究。

随着越来越多的铁基超导重要研究成果来自中国,中国科学家已经走在了引领国际超导研究潮流的先锋队伍当中。我们完全有理由相信,未来的高温超导研究中,一定会有更多的惊喜来自中国。

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