復(fù)旦大學(xué)物理研究課題組通過(guò)實(shí)驗(yàn)首次揭示新型超導(dǎo)材料中的完整磁激發(fā)結(jié)構(gòu)。

據(jù)悉，近日，復(fù)旦大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)新型鐵基超導(dǎo)體（Li0.8Fe0.2ODFeSe）中存在扭曲的磁激發(fā)結(jié)構(gòu)，為高溫超導(dǎo)體理論的發(fā)展提供了新思路。

超導(dǎo)效應(yīng)，首次被提出是在1911年。當(dāng)時(shí)荷蘭萊頓大學(xué)的卡茂林-昂尼斯在關(guān)于汞的實(shí)驗(yàn)中意外了發(fā)現(xiàn)該效應(yīng)，即材料在一定的低溫條件下，電阻完全消失的現(xiàn)象。

隨后幾十年間，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)材料從導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體的臨界溫度點(diǎn)都很低，一般低于40k（約負(fù)233攝氏度）。

關(guān)于該超導(dǎo)效應(yīng)，科學(xué)家用BCS理論（超導(dǎo)微觀理論）就可以解釋。該理論是以近自由電子模型為基礎(chǔ)，在電子-聲子作用很弱的前提下建立起來(lái)的?；贐CS理論，超導(dǎo)效應(yīng)被看做是一種宏觀量子效應(yīng)。

但是從1986年到2006年期間，相繼發(fā)現(xiàn)的銅氧化物和鐵基高溫超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度都可以超過(guò)40 K（又稱高溫超導(dǎo)性），且此現(xiàn)象是無(wú)法用BCS理論來(lái)解釋的。

因此，到目前為止，高溫超導(dǎo)性的形成機(jī)理仍然是凝聚態(tài)物理研究中的重要難題之一。

關(guān)于凝聚態(tài)物理學(xué)，我們都知道，它主要是從微觀角度，研究大量粒子（原子、分子、電子、離子）的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)、動(dòng)力學(xué)過(guò)程及宏觀物理性質(zhì)之間的聯(lián)系。該門學(xué)科直接為許多高科技技術(shù)（微電子技術(shù)、激光技術(shù)、光電子技術(shù)和光纖通信技術(shù)）的研究奠定了基礎(chǔ)。

雖然高溫超導(dǎo)性能是凝聚態(tài)物理研究中的難點(diǎn)，但從應(yīng)用上來(lái)看，具有該性能的材料要想達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)，與傳統(tǒng)的材料相比，其對(duì)溫度的要求相對(duì)要低，因此具有良好的前景。

而在高溫超導(dǎo)材料的研究上，電子摻雜鐵硒材料的超導(dǎo)機(jī)理是目前備受關(guān)注的問(wèn)題。

此次，復(fù)旦大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的這種Li0.8Fe0.2ODFeSe電子摻雜鐵硒類超導(dǎo)體，與過(guò)去研究的材料不同，它具有大尺度、高質(zhì)量的特性。

最主要的是，實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在電流幾乎為零的狀態(tài)下，該新型材料能形成罕見(jiàn)的環(huán)形自旋共振峰的磁激發(fā)譜。并且隨著能量的升高，磁激發(fā)出現(xiàn)了由向外色散到向內(nèi)色散的轉(zhuǎn)變，使得激發(fā)譜的色散關(guān)系呈現(xiàn)扭曲形狀，其中拐點(diǎn)發(fā)生在 60 meV附近，并且在拐點(diǎn)能量之上和之下自旋激發(fā)譜的動(dòng)量結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)了90度。

事實(shí)上，這一發(fā)現(xiàn)是非常驚人的，此次的發(fā)現(xiàn)首次完整揭示了電子摻雜鐵硒類超導(dǎo)體在動(dòng)量-能量空間中的磁激發(fā)結(jié)構(gòu)。

研究人員表示，如果存在統(tǒng)一的高溫超導(dǎo)理論，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果必將為其提供全新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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