“这些材料与通常的超导体在超导机理上有所不同,传统超导体的机理主要是基于电—声子相互作用的BCS理论,二维层状非常规超导材料的超导机理一般被认为不能用BCS理论解释。”吴涛认为,对铜氧化合物超导体及铁基超导体的微观机理的了解,会极大推动凝聚态物理学的新发展;同时,一旦发现更适于应用或具有更高临界温度的超导体,便可能像集成电路那样成为带动世界经济社会发展的新增长点。
目前,比较公认的超导研究核心重点有两个:第一个是新型(高转变温度)非常规超导材料,第二个是高温超导(以及非常规超导)的机理问题。
“我们依据二维结构单元与超导电性之间的普适关联性,以构筑二维层状超导单元为基础,通过块层、异质结设计等研究思路来探索非常规超导电性。”吴涛告诉记者,作为国家重大专项,在实施两年多的时间里,已经利用电化学插层法成功合成出两种新的铁硒基高温超导材料,并且发现这些新的超导材料具有与铜基高温超导体相似的超导预配对现象,还发现了二维结构对铁硒基超导体中高温超导的形成具有重要的影响。“这些新的发现将为建立普适的高温超导机理提供关键的实验证据。”吴涛表示,在新的研究方向上,可能有助于发现新的具有超高临界场和临界电流密度的实用型超导体。
探索更适于应用的超导体
其实,超导已经开始走进我们的生活。如高温超导滤波器已被应用于手机和卫星通讯,并明显改善了通信质量;超导量子干涉器件(SQUID)装备在医疗设备上使用,则大大加强了对人体心脑探测检查的精确度和灵敏度;世界上首个超导示范变电站也已在我国投入电网使用……
在吴涛看来,他们的研究对于国家重点发展的超导量子计算领域或将有推动作用。“它有可能应用到新型低能耗、自纠错的拓扑量子计算领域。”吴涛说。