“铜氧化物高温超导体家族有两个主要缺陷,作为金属陶瓷材料加工工艺严苛,综合成本高,影响广泛应用。此外,铜基超导并没有解决高温超导电性机理丰富的物理内涵。”吴涛告诉科技日报记者,要揭开高温超导的原理,广泛应用,寻找到临界温度更高的超导体势在必行。

铁基化合物由于其磁性因素,曾一度几乎被国际物理学界断言为探索高温超导体的禁区。

2008年3月,中科大陈仙辉研究组和中科院物理所王楠林研究组同时在铁基中观测到了43K和41K的超导转变温度,突破了麦克米兰极限,证明了铁基超导体是高温超导体。紧接着,中国科学家团队不仅率先使转变温度突破了50K,并发现了一系列50K以上的超导体,也创造了55K的铁基超导体转变温度纪录,被国际物理学界公认为第二个高温超导家族。

寻找更高转变温度的超导材料

突破了麦克米兰极限之后,全世界科学家对超导材料的探索又一次陷入了迷茫,在高影响因子的期刊上发表高温超导论文变得愈发困难。

中科大的超导团队却一直坚守着这块阵地,无数次地制备、观察、放弃、重新开始……为了拨开超导研究的迷雾,他们提出了“新型二维层状非常规超导材料”这个新的研究方向。

吴涛告诉记者,由于铜氧和铁基超导体均为层状结构,承载超导电性的关键结构单元分别是CuO2面和FeAs/Se层,被称作“超导基元”,目前确认的非常规超导体大都表现出此种结构特点。