新華網(wǎng)北京6月25日電綜合新華社駐華盛頓記者任海軍、駐北京記者張小軍報(bào)道：中國科學(xué)家在新材料制備技術(shù)和測(cè)量技術(shù)的幫助下，確認(rèn)了鐵硒超導(dǎo)體中電子配對(duì)的方式。這項(xiàng)成果為揭開鐵硒等鐵基超導(dǎo)體的超導(dǎo)機(jī)制之謎打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
超導(dǎo)是物理世界中最奇妙的現(xiàn)象之一。正常情況下，電子在導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)損耗能量，也就是通常所說的導(dǎo)體有電阻。但當(dāng)環(huán)境溫度低于某個(gè)臨界溫度時(shí)，部分導(dǎo)體的電阻會(huì)突然降為零，或者說進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)，其原因是導(dǎo)體內(nèi)部的電子呈配對(duì)狀態(tài)，成對(duì)的電子可以在導(dǎo)體中毫無羈絆地前行。
上個(gè)世紀(jì)八十年代以來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了多種高溫超導(dǎo)材料，高溫超導(dǎo)材料是臨界溫度相對(duì)較高更容易進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)的材料。不過，目前發(fā)現(xiàn)的高溫超導(dǎo)材料，進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)的臨界溫度仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于室溫。
鐵基超導(dǎo)材料是高溫超導(dǎo)材料領(lǐng)域最新的研究熱門。然而，對(duì)于鐵基超導(dǎo)材料的電子配對(duì)機(jī)制，科學(xué)界仍存在廣泛爭(zhēng)議。在此次研究中，清華大學(xué)物理系薛其坤、陳曦及中國科學(xué)院物理研究所馬旭村等科學(xué)家確認(rèn)了鐵硒超導(dǎo)體的電子配對(duì)方式。在超導(dǎo)狀態(tài)下，鐵硒中的電子配對(duì)具有明顯的各向異性。
在25日接受新華社記者電話采訪時(shí)，馬旭村介紹說，此次研究中，中國科學(xué)家借用名為“分子束外延”這一半導(dǎo)體領(lǐng)域的制備技術(shù)，制造出了超高質(zhì)量的鐵硒超導(dǎo)單晶薄膜。這種新技術(shù)保證科學(xué)家可以精確控制薄膜中的每一種化學(xué)成分，精確度達(dá)到原子水平。然后，科學(xué)家利用強(qiáng)磁場(chǎng)掃描隧道顯微技術(shù)對(duì)薄膜進(jìn)行測(cè)量。這種測(cè)量技術(shù)具有原子水平的空間分辨率和高能量分辨率。
陳曦在接受新華社電話采訪時(shí)說，中國科學(xué)家此次所使用的材料制備技術(shù)等為國際科學(xué)界進(jìn)一步研究超導(dǎo)體提供了新工具。
這項(xiàng)研究成果已發(fā)表在美國《科學(xué)》雜志上。
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