我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)最高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的元素超導(dǎo)體

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記者24日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校陳仙輝教授團(tuán)隊(duì)的應(yīng)劍俊特任研究員等人與南京大學(xué)孫建教授課題組合作，通過(guò)超高壓技術(shù)手段，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)元素鈧在高壓下具有高達(dá)36 K的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，刷新了元素超導(dǎo)最高轉(zhuǎn)變溫度的紀(jì)錄。相關(guān)研究成果于6月22日在線發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》上。

元素超導(dǎo)體為研究超導(dǎo)電性提供了一個(gè)最簡(jiǎn)單、最干凈的材料平臺(tái)。自從1911年荷蘭科學(xué)家昂尼斯在元素汞中發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)電性以來(lái)，越來(lái)越多的元素被發(fā)現(xiàn)具有超導(dǎo)電性。目前，共有50多種元素在常壓或高壓環(huán)境下被發(fā)現(xiàn)具有超導(dǎo)電性。然而，大多數(shù)元素的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度都較低，之前最高的元素超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為26 K，是由元素鈦在高壓下所實(shí)現(xiàn)。早期研究發(fā)現(xiàn)，元素鈧在壓力下會(huì)經(jīng)歷四個(gè)結(jié)構(gòu)相變。?由于早期高壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)的限制，元素鈧在更高壓力下的超導(dǎo)電性研究仍然十分缺乏。

針對(duì)這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)元素鈧進(jìn)行了超高壓下的輸運(yùn)研究，確定了其高壓下的超導(dǎo)相圖。隨后，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)第一性原理計(jì)算探索了高壓下超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度大幅提升的物理來(lái)源。結(jié)果表明，元素鈧在壓力下的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，研究中發(fā)現(xiàn)的36 K超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度不但刷新了元素超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的紀(jì)錄，而且也為在簡(jiǎn)單體系中尋找高溫超導(dǎo)材料提供了新的思路。

(中國(guó)科大供圖)

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