本報(bào)訊 1月29日，英國《自然》雜志發(fā)表浙江大學(xué)物理系袁輝球教授及其合作者的最新研究成果：在具有二維層狀晶體結(jié)構(gòu)的鐵基超導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)態(tài)的“各向同性”，這是首次在二維層狀的超導(dǎo)材料中出現(xiàn)三維的超導(dǎo)特性。
　　《自然》雜志評審專家一致認(rèn)為，這是超導(dǎo)研究領(lǐng)域一項(xiàng)非常獨(dú)特而重要的發(fā)現(xiàn)，將對研究鐵基高溫超導(dǎo)形成機(jī)理具有重要意義，同時(shí)這一成果也在該雜志的重點(diǎn)欄目被加以介紹。這項(xiàng)研究由浙江大學(xué)、美國拉斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室以及中國科學(xué)院物理所共同完成，浙江大學(xué)是第一作者和通訊作者單位。
　　1911年，荷蘭物理學(xué)家?？恕た帧ぐ耗崴拱l(fā)現(xiàn)把汞冷卻到4.2開爾文時(shí)（約零下269攝氏度）電阻突然消失，這是人類首次發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。近年來新的超導(dǎo)材料相繼被發(fā)現(xiàn)，每次發(fā)現(xiàn)都推動科學(xué)家投身相關(guān)的研究熱潮。人們熟知的磁懸浮列車和核磁共振成像技術(shù)就是超導(dǎo)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。2008年初，日本科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)了一種基于鐵砷層面的新型超導(dǎo)材料LaFeAsO1-xFx，其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)26開爾文。
　　浙大長江特聘教授袁輝球在鐵基超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)后不久就開始關(guān)注這類新型超導(dǎo)材料的奇特性質(zhì)。他經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，通過采用脈沖強(qiáng)磁場等極端實(shí)驗(yàn)條件，鐵基超導(dǎo)材料的溫度-磁場相圖的研究范圍被極大地延伸了，同時(shí)他發(fā)現(xiàn)了令人驚異的現(xiàn)象：鐵基超導(dǎo)材料(Ba,K)Fe2As2在低溫的上臨界磁場幾乎與外加磁場的方向無關(guān)，具有“各項(xiàng)同性”的特征。這是首次在二維層狀的超導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)態(tài)的“各向同性”，表明鐵基超導(dǎo)具有與銅氧化合物高溫超導(dǎo)非常不一樣的性質(zhì)，為揭示鐵基超導(dǎo)材料的形成機(jī)理提供了重要的物理信息。鐵基超導(dǎo)材料的這種奇特的超導(dǎo)性質(zhì)是由其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)所決定的。袁輝球等說，這類鐵基超導(dǎo)材料雖具有二維層狀的晶體結(jié)構(gòu)，但其電子結(jié)構(gòu)可能更接近于三維。因此，二維電子特性并不一定是形成高溫超導(dǎo)的必備條件。此外，鐵基超導(dǎo)材料也表現(xiàn)出許多與重費(fèi)米子材料相類似的性質(zhì)，特別是在磁與超導(dǎo)的相互作用方面，袁輝球還推測，鐵基超導(dǎo)材料可能是連接低溫的重費(fèi)米子超導(dǎo)與高溫銅氧化合物超導(dǎo)的一個重要橋梁。（萬潤龍 周煒）