复旦获新突破：揭示新型高温超导体电子结构

文卓

日前，复旦大学物理系应用物理表面物理国家重点实验室及先进材料实验室的封东来教授课题组在高温超导研究领域取得新突破，他们运用角分辨光电子能谱仪率先揭示了2010年末发现的新型铁基高温超导体KxFe2Se2完整的电子结构，并且测得了各向同性的S波配对对称性。该研究成果于2月27日在线发表于国际一流刊物《自然材料》。

常规超导材料在接近绝对零度时电阻才为零，所以在其应用上会遇到制冷等问题的障碍。而高温超导材料最高可在160K或-113℃达到零电阻的超导状态，是现代超导研究的热门课题。封东来认为：“研究超导机理的关键，就是研究其电子的配对对称性。”这种材料的电子结构与以往的铁基超导体完全不同，整个费米面没有空穴，只存在电子。这就意味着KxFe2Se2配对机制及超导对称性都与其他已知的铁基超导体不同，过去所有的铁基超导理论都是建立在S正负波配对的对称性，现在实验得出，KxFe2Se2并不是S正负波配对对称性，而是S波配对对称性，因而之前建立的铁基超导体的普遍图像将可能遭到颠覆。

这一发现，犹如一剂强心针，进一步激发科学家们探索超导奥秘的热情，让高温超导研究再度升温。

据封东来介绍，现在全世界的高温超导研究团队都在进行“赛跑”，为发现新的高温超导材料而努力，大家共同的终极理想是室温超导体。室温超导体是指材料在室温时就能处于超导状态。目前，最高温的超导体是科学家于1986年发现的铜氧化合物高温超导体，其转化为超导体的温度为-113℃，但迄今为止，铜氧化物的超导机理仍然困扰科学家，同时距离室温的理想还有很大距离。

铁基化合物作为高温超导家族的第二个成员，于2008年被发现，其转变温度目前最高达到-217℃。封东来进一步解释说，“自2008年到现在，铁基超导的转变温度一直没有提高，而我们的新结果表明，这一类的铁基超导并不是原来的配对机制，从新的配对机制出发，有可能在理论上预言一些新的材料，对于进一步寻找更高的铁基高温超导提供了一丝新的曙光”。

今年是人类发现超导现象一百周年，该发现也如一束迎春花，预示着超导研究的另一个春天。