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物理系合成一种可能的超导母体材料

来源:理学部 发布时间:2010-06-07 浏览次数: 4103

理学部物理系“非常规超导电性和强关联电子体系”教育部创新团队成员曹光旱、谭明秋与许祝安等最近成功地合成并表征了一种准二维反铁磁Mott绝缘体。该材料中Co2+显示异常的低自旋态(S=1/2),暗示它可能成为一类新超导体的母体化合物。相关成果发表在国际著名期刊《J. Am. Chem. Soc., 2010, 132 (20), pp 7069–7073上(http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja1001295)。
超导研究之所以长盛不衰,主要是因为新型超导体一直被不断地发现。1986年铜氧化物高温超导体的发现开创了超导研究的新纪元。2008年发现的第二种高温超导体铁基超导体为超导研究带来新的契机。这两种超导体的主要共同点是:它们具有准二维晶体结构;母体为反铁磁体且磁性原子处于低自旋态;通过适当化学掺杂可使反铁磁母体转变为超导体。此外,这两类高温超导体中的“超导活性结构单元”分别是CuO2面和Fe2As2层。新合成的化合物La2Co2Se2O3包含Co2Se2O层,其构造介乎两者之间。物性测量以及能带计算显示La2Co2Se2O3是一种反铁磁绝缘体,其中Co2+显示罕见的低自旋态以及可能的轨道有序态。初步实验表明:外压使样品的电阻急剧减小,因此有可能通过掺杂手段来调节系统基态性质以期获得超导电性。
该论文的第一作者王操目前为博士研究生。他先前作为第一作者的研究成果还有在Gd0.8Th0.2FeAsO中观察到56K的超导电性,相关论文(EPL200883 67006)被他引140余次;在国际上独立报道FeCo掺杂引入超导电性,相关论文(Phys. Rev. B 79, 2009, 054521)也已经被他引35次。
该项目同时也得到国家自然科学基金重大研究计划课题(90922002)以及重点项目(10934005)的资助。
(物理系 供稿)