中國科技大學尺度物質(zhì)科學國家實驗室陳仙輝小組在有機超導體研究領(lǐng)域取得重大突破,在摻雜了堿金屬鉀和銣的菲(C14H10)中發(fā)現(xiàn),當溫度低于5K(約零下268攝氏度)時出現(xiàn)超導電性。相關(guān)成果發(fā)表在近期出版的《自然·通訊》上。
超導體在低于臨界溫度時具有零電阻和完全抗磁性,在超導發(fā)電、輸電和儲能、磁懸浮列車和熱核聚變反應堆等方面具有廣泛的應用價值。而有機超導體是一類含有碳氫化合物的超導體,由于其復雜的分子和晶體結(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。目前,有機超導體主要有兩類:準一維的TMTSF鹽和準二維的BEDT-TTF鹽。但這些有機超導體只有在極低的溫度下才出現(xiàn)超導電性,并且其中有些只在高壓下才表現(xiàn)出超導電性。國內(nèi)外專家對這兩類超導體進行了深入研究,但迄今其超導機制仍不清楚,傳統(tǒng)的BCS超導理論無法解釋。
在國家自然科學基金、科技部國家基礎(chǔ)研究計劃和中科院創(chuàng)新項目的資助下,陳仙輝課題組通過在菲(具有3個苯環(huán)的稠環(huán)芳香烴)中摻入堿金屬鉀和銣,實現(xiàn)了溫度為5K的超導電性。同時他們還發(fā)現(xiàn),通過施加1萬個大氣壓的壓力,可以使超導轉(zhuǎn)變溫度提高20%。這些都表明,新發(fā)現(xiàn)的超導體可能具有非常規(guī)的超導電性。
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,這項發(fā)現(xiàn)表明又一類新的有機超導體家族的誕生。同時,這類超導體的發(fā)現(xiàn),對非常規(guī)超導體機制的研究具有重要意義,開辟了稠環(huán)芳香烴超導體研究的新領(lǐng)域。