高温超导研究是现代科学的重要课题。自从2008年日本科学家发现了26K铁基超导体后，紧接着中国科学家迅速将同类超导体的超导转变温度提升到55K左右。此后两年间，中国、德国和日本等研究人员相继发现数种铁基超导体。近年来，铁基超导新材料的探索难度不断增加，全世界每年大约仅1-2种铁基新超导体问世。
近期，浙江大学物理系曹光旱课题组与许祝安课题组合作，设计并成功地合成出一种全新结构（包含金属性Ti2As2O层）的铁基超导体Ba2Ti2Fe2As4O，超导转变温度为21K。该超导体的独特之处在于：超导活性单元Fe2As2层与金属性Ti2As2O层沿c轴交替堆砌（参见附图），两者之间发生自发电荷转移，从而形成一种“自掺杂”铁基超导体。相关成果作为“Communication”于2012年7月23日在线发表于国际著名期刊J. Am. Chem. Soc.（JACS, 2012, 134, pp 12893–12896）上。
曹光旱课题组还联合杭州师范大学曹超教授和戴建辉教授，对该超导体的电子结构进行了第一性原理计算研究（http://arxiv.org/pdf/1207.6705v1.pdf）。计算结果不仅证实电荷转移的自掺杂机制，还指认出Ti2As2O层具有巡游反铁磁（自旋密度波）失稳特性。因此，该超导体是个罕见的多组元、多序参量、多费米面系统，值得进行深入研究。
该JACS论文的第一作者孙云蕾2010年浙江大学物理系本科毕业，为2010级直博生。相关理论计算工作的第一作者蒋好2011年转读博士学位。
上述工作是在国家自然科学基金委员会、科技部“973”项目以及教育部中央高校基本科研业务费的资助下完成的。
（物理系 供稿）
