搜索

x

亮点文章

栏目
领域
文章类型

专题: 超导及其应用

  

编辑推荐

超导及其应用专题编者按
2021, 70 (1): 010101. doi: 10.7498/aps.70.010101
摘要 +

专题: 超导及其应用

  

编辑推荐

探索非常规高温超导体
胡江平
2021, 70 (1): 017101. doi: 10.7498/aps.70.20202122
摘要 +
近年来, 在理解铜基和铁基非常规高温超导体共性的基础上, 提出了非常规高温超导体电子结构基因的概念, 指出实现高温超导, 需要“参与强反铁磁超交换耦合的d电子轨道独立于其他轨道单独出现在费米能级附近”. 本文总结这方面的进展, 讨论几类满足高温超导基因的结构以及和此类基因匹配的可能材料, 探讨寻找非常规高温超导体新体系的可能性.

专题: 超导及其应用

  

编辑推荐

自旋涨落与非常规超导配对
李建新
2021, 70 (1): 017408. doi: 10.7498/aps.70.20202180
摘要 +
铜氧化物高温超导、铁基高温超导、重费米子超导和κ-型层状有机超导等超导体的超导态都与磁性有序态相邻, 且超导能隙在动量空间一般存在变号. 因此, 这些超导体的超导机理被认为有别于常规BCS超导中的电子交换声子导致的各向同性s-波配对. 在这些非常规超导中, 自旋涨落被认为是导致电子形成库珀对的主要起源之一. 本文主要以铜基和铁基高温超导为例简要综述非常规超导中的自旋序和自旋涨落性质, 二维哈伯徳模型中超导的起因及在解释铜基和铁基高温超导配对对称性的应用, 以及与非常规超导紧密相关的中子自旋共振模性质和理论解释. 我们认为, 尽管磁性和超导性的相互影响已经过多年研究, 但仍是当前一个富有挑战的活跃研究领域.

专题: 超导及其应用

  

编辑推荐

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.

专题: 超导及其应用

  

编辑推荐

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.

专题: 超导及其应用

  

编辑推荐

铁基超导体的输运性质
李妙聪, 陶前, 许祝安
2021, 70 (1): 017404. doi: 10.7498/aps.70.20201836
摘要 +
$T_{\rm{c}}$以上的超导位相涨落并不明显, 与铜氧化物超导体存在明显差别. 在铁基超导体上所显示出来的这些反常热电性质, 并没有在类似结构的镍基超导体(如LaNiAsO)上观测到, 镍基超导体表现得更像一个通常的金属. 这些均说明铁基超导体的奇异输运性质与其高温超导电性存在内在的关联, 这些因素是建立其超导机理时需要考虑进去的.">在铁基超导体中存在着多种有序态, 例如电子向列相和自旋密度波等, 从而呈现出丰富的物理现象. 输运性质的测量能为认识铁基超导体的低能激发提供极为有用的信息. 铁砷超导体由于其电子结构的多能带特性, 其电阻率和霍尔系数与温度的关系出现多样性的变化, 但在正常态并没有看到有类似铜氧化物超导体的赝能隙打开等奇异行为. 在空穴型掺杂的铁基超导体中观测到霍尔系数在低温下变号, 对应温区的电阻率上出现一个很宽的鼓包等, 可能是从非相干到相干态的转变. 热电势行为也表现出与铜氧化物超导体的明显差异, 比如铁基超导体的正常态热电势的绝对值反而在最佳掺杂区是最大的, 这也许跟强的带间散射有关. 能斯特效应表明铁基超导体在$T_{\rm{c}}$以上的超导位相涨落并不明显, 与铜氧化物超导体存在明显差别. 在铁基超导体上所显示出来的这些反常热电性质, 并没有在类似结构的镍基超导体(如LaNiAsO)上观测到, 镍基超导体表现得更像一个通常的金属. 这些均说明铁基超导体的奇异输运性质与其高温超导电性存在内在的关联, 这些因素是建立其超导机理时需要考虑进去的.

专题: 超导及其应用

  

编辑推荐

电子型FeSe基高温超导体的磁通束缚态与Majorana零能模
陈晨, 刘琴, 张童, 封东来
2021, 70 (1): 017401. doi: 10.7498/aps.70.20201673
摘要 +
作为凝聚态物理中一类新奇准粒子态, Majorana零能模(Majorana zero mode)由于可用来实现拓扑量子计算而成为当前的研究热点. 理论预言, Majorana零能模可作为特殊的束缚态出现在一些拓扑超导体的磁通涡旋中. 但实际超导体磁通中还可能存在其他低能束缚态或杂质态, 这给Majorana零能模的辨别和具体应用带来了困难. 目前实验上寻找合适的拓扑超导体系、分辨出清晰的Majorana零能模仍然是十分迫切的. 本文主要介绍最近利用高能量分辨的扫描隧道显微镜, 对电子掺杂铁硒类超导体(Li, Fe)OHFeSe和单层FeSe/SrTiO3磁通态进行的研究. 实验上在前者的自由磁通中观测到清晰的零能模, 并进一步测量到Majorana零能模的重要特征—量子化电导. 而在后者磁通中只发现常规Caroli-de Gennes-Matricon (CdGM)束缚态, 反映出s波对称性的特征. 这系列实验既为Majorana零能模物性的进一步研究提供了合适平台, 也为澄清铁基超导体中拓扑超导电性的来源提供了线索.

专题: 超导及其应用

  

编辑推荐

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.

专题: 超导及其应用

  

编辑推荐

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.

专题: 超导及其应用

  

编辑推荐

高温超导体磁通钉扎和磁通动力学研究简介
闻海虎
2021, 70 (1): 017405. doi: 10.7498/aps.70.20201881
摘要 +
$ \psi = {\psi _{\rm{0}}}{{\rm{e}}^{{\rm{i}}\varphi }}$进行描述, 其相位φ在宏观尺度上是相同的. 当磁场低于一定值的时候, 在超导体的边界处穿透深度内会出现一个屏蔽电流来对抗外磁场的侵入, 样品处于迈斯纳态. 然而, 当磁场超过一定值的时候, 磁场会进入到超导体中, 迈斯纳态被破坏掉, 在超导体内形成超导区和正常区及其相应的界面. 根据此时这个界面处能量的正负, 把超导体分成I类和II类超导体, 分别对应正和负界面能. 目前发现的绝大多数超导体都是II类超导体, 因为界面能为负值, 因此进入到超导体的磁场会分离成最细小的单元, 以保证最大的界面面积, 降低系统能量. 该最小的磁通束被称为磁通量子, 其磁通量是$ {\varPhi _0} = h/2e$(h为普朗克常数, e为电子电量). 这些磁通线之间有一定的排斥力, 因此它们会形成点阵. 当外加输运电流的时候, 这些磁通线会受到一个洛伦兹力作用而运动, 但是运动就会造成能量的损耗, 超导体就会因此失去电阻为零的优良品质. 通过在超导体中引入一些缺陷、杂质或位错, 就可以把磁通钉扎住, 超导体仍然可以有零损耗特性, 而这个特性可以用于超导体的强电应用. 本文将对磁通钉扎和磁通动力学及其研究方法做一点简单介绍.">超导态是一个宏观量子相干态, 其载流子是库珀对. 在没有外加磁场和电流的时候, 这些库珀对的运动行为用统一的波函数$ \psi = {\psi _{\rm{0}}}{{\rm{e}}^{{\rm{i}}\varphi }}$进行描述, 其相位φ在宏观尺度上是相同的. 当磁场低于一定值的时候, 在超导体的边界处穿透深度内会出现一个屏蔽电流来对抗外磁场的侵入, 样品处于迈斯纳态. 然而, 当磁场超过一定值的时候, 磁场会进入到超导体中, 迈斯纳态被破坏掉, 在超导体内形成超导区和正常区及其相应的界面. 根据此时这个界面处能量的正负, 把超导体分成I类和II类超导体, 分别对应正和负界面能. 目前发现的绝大多数超导体都是II类超导体, 因为界面能为负值, 因此进入到超导体的磁场会分离成最细小的单元, 以保证最大的界面面积, 降低系统能量. 该最小的磁通束被称为磁通量子, 其磁通量是$ {\varPhi _0} = h/2e$(h为普朗克常数, e为电子电量). 这些磁通线之间有一定的排斥力, 因此它们会形成点阵. 当外加输运电流的时候, 这些磁通线会受到一个洛伦兹力作用而运动, 但是运动就会造成能量的损耗, 超导体就会因此失去电阻为零的优良品质. 通过在超导体中引入一些缺陷、杂质或位错, 就可以把磁通钉扎住, 超导体仍然可以有零损耗特性, 而这个特性可以用于超导体的强电应用. 本文将对磁通钉扎和磁通动力学及其研究方法做一点简单介绍.
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • ...
  • 82
  • 83