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高被引论文

高温超导体电子结构和超导机理的角分辨光电子能谱研究
赵林, 刘国东, 周兴江
2021, 70 (1): 017406. doi: 10.7498/aps.70.20201913
摘要 +
超导是一种奇异的宏观量子现象. 100多年来, 已发现的超导体主要分为两类: 以金属或者合金为代表的常规超导体以及以铜氧化物和铁基高温超导体为代表的非常规超导体. 常规超导体的超导机理能被BCS超导理论完美解释, 但高温超导体的超导机理至今仍未达成共识, 已经成为凝聚态物理领域中长期争论且充满挑战的重大科学问题. 从实验上揭示非常规超导材料的微观电子结构, 是理解其奇异正常态和超导电性机理、建立新理论的前提和基础. 角分辨光电子能谱技术, 由于可以实现对材料中电子的能量、动量和自旋的直接测量, 在高温超导研究中发挥了重要的作用. 本文综述了我们利用角分辨光电子能谱技术在铜氧化物和铁基高温超导体电子结构和超导机理研究中取得的一些进展, 主要包括母体的电子结构、正常态的非费米液体行为、超导态的能带和超导能隙结构以及多体相互作用等. 这些结果为理解铜氧化物和铁基高温超导体的物性及超导机理提供了重要的信息.
激光诱导击穿光谱技术结合神经网络和支持向量机算法的人参产地快速识别研究
董鹏凯, 赵上勇, 郑柯鑫, 王冀, 高勋, 郝作强, 林景全
2021, 70 (4): 040201. doi: 10.7498/aps.70.20201520
摘要 +
利用激光诱导击穿光谱技术结合机器学习算法, 对东北5个产地(大兴安岭、集安、恒仁、石柱、抚松)的人参进行产地识别, 建立了主成分分析算法分别结合反向传播(BP)神经网络和支持向量机算法的人参产地识别模型. 实验采集了5个产地人参共657组在200—975 nm的激光诱导击穿光谱, 经光谱数据预处理后, 对C, Mg, Ca, Fe, H, N, O等元素的8条特征谱线进行主成分分析, 原光谱数据的前3个主成分累积贡献率达到92.50%, 且样品在主成分空间中呈现良好的聚集分类. 降维后的前3个主成分以2∶1进行随机抽取, 分别作为分类算法的训练集和测试集. 实验结果表明主成分分析结合BP神经网络及支持向量机的平均识别率分别为99.08%和99.5%. 发生误判的原因是集安和石柱两地地理环境的接近而导致的H, O两元素在Ca元素离子发射谱线下的归一化强度相似. 本研究为激光诱导击穿光谱技术在人参产地的快速识别提供了方法和参考.
超导及其应用专题编者按
陈仙辉
2021, 70 (1): 010101. doi: 10.7498/aps.70.010101
摘要 +
高温超导体组合薄膜和相图表征高通量方法
金魁, 吴颉
2021, 70 (1): 017403. doi: 10.7498/aps.70.20202102
摘要 +
铜氧化物超导体和铁基高温超导体是已知的两类高温超导体, 研究高温超导机理是如今超导领域最具有挑战性的前沿课题. 构建高温超导的高维精确相图、寻找决定超导转变温度的关键物理量可以为高温超导机理做好实验铺垫. 对于铜氧化物高温超导体, 多种自由度的相互关联与耦合使其相图呈现出复杂性与多样性. 现有的研究方法在构建高维“全息”相图及获取定量化物理规律等方面面临着难以克服的困难, 而材料的高通量制备与表征技术可以在相图空间实现参量的线扫描甚至面扫描, 有望快速建立可靠的高温超导高维相图和高温超导关键参量数据库, 并从中提取重要的统计物理规律. 本文从阳离子掺杂、母体氧掺杂、双电层晶体管(静电场/电化学)、磁场等几个调控维度, 回顾了主要基于输运手段获得的铜氧化物电子态相图, 介绍了基于脉冲激光沉积技术和分子束外延技术的组合薄膜生长方法以及与之匹配的跨尺度选区输运测量技术, 展示了高通量技术在高温超导研究中的初步应用. 高通量实验技术与超导研究结合, 逐步形成了新兴的高通量超导研究范式, 将在构建高维精确相图、突破高温超导机理、推进超导材料实用化等方面发挥不可替代的作用.
高压下富氢高温超导体的研究进展
孙莹, 刘寒雨, 马琰铭
2021, 70 (1): 017407. doi: 10.7498/aps.70.20202189
摘要 +
近年来, 高压强极端条件下的富氢化合物成为高温超导体研究的热点目标材料体系. 该领域目前取得了两个标志性重要进展, 先后发现了共价型H3S富氢超导体(Tc = 200 K)和以LaH10(Tc = 260 K, –13 ℃), YH6, YH9等为代表的一类氢笼合物结构的离子型富氢超导体, 先后刷新了超导温度的新纪录. 这些研究工作燃发了人们在高压下富氢化合物中发现室温超导体的希望. 本文重点介绍高压下富氢高温超导体的相关研究进展, 讨论富氢化合物产生高温超导电性的物理机理, 展望未来在富氢化合物中发现室温超导体的可能性并提出多元富氢化合物候选体系.
重费米子超导理论和材料研究进展
李宇, 盛玉韬, 杨义峰
2021, 70 (1): 017402. doi: 10.7498/aps.70.20201418
摘要 +
重费米子超导体是一类典型的强关联和非常规超导系统, 超导的产生与量子临界涨落有着紧密的关系. 在实际材料中, 不同结构体系的重费米子超导体往往表现出非常不同的竞争序和超导性质, 表明f电子的行为对材料的结构特征具有敏感依赖性. 特别是最近几年的超导实验研究, 表明具体材料的实际电子结构对重费米子超导的性质具有重要影响. 本文将简要介绍几类典型重费米子体系的最新研究进展, 并结合实际材料的强关联能带结构计算、唯象量子临界涨落特征和Eliashberg超导理论, 发展新的重费米子超导唯象理论框架, 为探索非常规超导的微观机理提供新的思路.