科学家破解高温超导体背后的关键谜团

镍酸盐超导体的新测量揭示了有关其隐藏电子行为的线索。高温(TC)超导背后的机制仍然是凝聚态物理未解决的主要问题之一。目前,我国科研人员在高TC镍酸盐超导体研究方面取得了重要进展。科学家们首次发现了无节点超导间隙,并通过检查 [...] 来检测电子-玻色子耦合。

来源:SciTech日报

镍酸盐超导体的新测量揭示了有关其隐藏电子行为的线索。

高温(TC)超导背后的机制仍然是凝聚态物理尚未解决的主要问题之一。目前,我国科研人员在高TC镍酸盐超导体研究方面取得了重要进展。

科学家们首次通过检查 Ruddlesden-Popper 双层镍酸盐超导薄膜的电子结构,识别出无节点超导能隙并检测到电子-玻色子耦合。这些发现为高TC镍酸盐的两个核心问题提供了重要证据:“超导间隙对称性”和“超导配对机制”。

该研究由中国科学院下属中国科学技术大学(USTC)的何俊峰领导,与南方科技大学(SUSTech)的薛其坤和陈卓宇领导的团队合作。它于 2026 年 5 月 21 日发表在《科学》杂志上。

寻找超导间隙

超导性于 1911 年被发现,以其不寻常的电磁特性而闻名,已成为物理学研究的一个主要焦点。近一个世纪以来,科学家们相继发现了铜基和铁基高温超导,但高温超导背后的机制仍不完全清楚。镍基高TC超导体(镍酸盐)提供了一种研究该问题的新方法。

在高TC超导体中,“超导能隙对称性”被认为是超导原理的关键线索。一个特别重要的问题是超导能隙在动量空间中是否包含“节点”(超导能隙为零的点)。研究小组利用角分辨光电子能谱 (ARPES) 研究了 Ruddlesden-Popper 双层镍酸盐超导薄膜。他们在动量空间中的任何地方都没有发现能隙节点,这一结果与 s 波 (s±) 超导能隙对称性一致。