記者20日從中國(guó)科技大學(xué)獲悉，該校微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室陳仙輝小組在有機(jī)超導(dǎo)體研究領(lǐng)域取得重大突破，發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)電性，且相關(guān)成果發(fā)表在10月18日出版的國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然 · 通訊》上。
超導(dǎo)體在低于臨界溫度時(shí)具有零電阻和完全抗磁性，在超導(dǎo)發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能、磁懸浮列車和熱核聚變反應(yīng)堆等方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。而有機(jī)超導(dǎo)體是一類含有碳?xì)浠衔锏某瑢?dǎo)體，由于其復(fù)雜的分子和晶體結(jié)構(gòu)以及豐富的物理特性，一直是凝聚態(tài)物理關(guān)注的熱點(diǎn)，期待在有機(jī)材料中發(fā)現(xiàn)高溫超導(dǎo)電性。
據(jù)介紹，目前有機(jī)超導(dǎo)體主要有兩類：準(zhǔn)一維的TMTSF鹽和準(zhǔn)二維的BEDT–TTF鹽。但這些有機(jī)超導(dǎo)體只有在極低的溫度下才出現(xiàn)超導(dǎo)電性，并且其中有些只在高壓下才表現(xiàn)出超導(dǎo)電性。國(guó)內(nèi)外專家對(duì)這兩類超導(dǎo)體進(jìn)行了深入研究，但迄今其超導(dǎo)機(jī)制仍不清楚，傳統(tǒng)的BCS超導(dǎo)理論無(wú)法解釋。通過(guò)研究有機(jī)超導(dǎo)體，可以更好地探究超導(dǎo)機(jī)制。
在國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部國(guó)家基礎(chǔ)研究計(jì)劃和中科院創(chuàng)新項(xiàng)目的資助下，經(jīng)過(guò)一年多的努力，陳仙輝課題組通過(guò)在菲(具有3個(gè)苯環(huán)的稠環(huán)芳香烴)中摻入堿金屬鉀和銣，實(shí)現(xiàn)了溫度為5K的超導(dǎo)電性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)施加1萬(wàn)個(gè)大氣壓的壓力，可以使超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度提高20%。這些結(jié)果表明，這種新發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體可能具有非常規(guī)的超導(dǎo)電性。
由于稠環(huán)芳香烴可以由不同數(shù)量的苯環(huán)組成，有許多不同種類，陳仙輝小組的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)表明又一類新的有機(jī)超導(dǎo)體家族的誕生。同時(shí)，這類超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)，對(duì)非常規(guī)超導(dǎo)體機(jī)制的研究具有重要意義，開(kāi)辟了稠環(huán)芳香烴超導(dǎo)體研究的新領(lǐng)域。
