中科大發(fā)現(xiàn)一種新的鐵基超導(dǎo)材料

    中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實驗室陳仙輝教授研究組在鐵基超導(dǎo)研究領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了一種新的鐵基超導(dǎo)材料鋰鐵氫氧鐵硒化合物[(Li0.8Fe0.2)OHFeSe]，其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)40K（零下233.15攝氏度）以上，并確定該新材料的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其超導(dǎo)電性和反鐵磁共存。

    鐵基高溫超導(dǎo)體是目前凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究熱點，鐵硒(FeSe)類超導(dǎo)體以其諸多獨(dú)特的性質(zhì)被認(rèn)為是研究鐵基超導(dǎo)機(jī)理的理想材料體系。為了能夠深入探究鐵基高溫超導(dǎo)的物理機(jī)制，亟須尋找新的具有高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度且在空氣穩(wěn)定的、適合物理測量的鐵硒類超導(dǎo)材料。

    陳仙輝研究組首次利用水熱反應(yīng)方法，成功發(fā)現(xiàn)了一種新的鐵硒類超導(dǎo)材料鋰鐵氫氧鐵硒化合物，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)40K以上。該材料由鐵硒層和鋰鐵氫氧層交替堆垛而成，鐵硒層和鋰鐵氫氧層之間由極其微弱的氫鍵相連。他們與美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所中子研究中心的黃清鎮(zhèn)博士以及中國科大吳濤教授等幾個研究組合作，通過結(jié)合X射線衍射、中子散射和核磁共振三種技術(shù)手段，精確地確定了該新材料的晶體結(jié)構(gòu)。幾種測量手段表明，該新超導(dǎo)材料在低溫約8.5K存在反鐵磁序，并與超導(dǎo)電性共存。

    專家稱，這是首次利用水熱法發(fā)現(xiàn)鐵硒類新型高溫超導(dǎo)材料，為相關(guān)體系新超導(dǎo)體的探索提供了新的研究思路。同時，該新超導(dǎo)體所具有的高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度、空氣中穩(wěn)定等優(yōu)點，為進(jìn)一步的實驗研究提供了可能，并為探索鐵基高溫超導(dǎo)的內(nèi)在物理機(jī)制提供了理想的材料體系。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在12月15日的國際權(quán)威雜志《自然—材料》上。