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中国科学技术大学物理50年

中国科学技术大学高温超导物理研究新进展

陈仙辉­
(中国科学技术大学物理系合肥微尺度物质科学国家实验室合肥230026)

摘要在中国科学技术大学(以下简称中国科大)建校50周年之际,文章作者对近年来中国科大在高温超导物
理方面的最新研究进展情况作一介绍,包括新型高温超导材料探索研究和高温超导机理实验研究.在新型高温超导
材料探索研究方面,文章作者首次发现了除高温超导铜基化合物以外第一个超导温度突破麦克米兰极限(39K)的非

铜基超导体———铁基砷化物SmO1-xFxFeAs,该类材料的最高超导转变温度可达到55K;中国科大还成功地制备出大

量高质量的超导化合物单晶,包括Nd2-xCexCuO4,NaxCoO2,CuxTiSe2等.在高温超导机理实验研究方面,中国科大系

统地研究了SmO1-xFxFeAs体系的电输运性质给出了该体系的电子相图;发现了在电子型高温超导体中存在反常的

热滞现象和电荷-自旋强烈耦合作用;在NaxCoO2体系中也开展了系列的工作,并且首次明确了电荷有序态中小自

旋的磁结构问题;此外,还系统地研究了CuxTiSe2体系中电荷密度波与超导的相互关系.
关键词高温超导,铁基砷化物,自旋-电荷耦合,电荷有序,电荷密度波

High2TcsuperconductivityresearchintheUniversityof
ScienceandTechnologyofChina

CHENXian2Hui­
(HefeiNationalLaboratoryforPhysicalSciencesatMicroscaleandDepartmentofPhysics,Universityof
ScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China)

AbstractTocelebratethe50thanniversaryofthefoundingoftheUniversityofScienceandTechnologyofChi2

na,abriefreviewispresentedofrecentresearchonhigh2Tcsuperconductivitythere.Thesearchfornewhigh2Tc

materialsandexperimentalresearchonthemechanismofhigh2TcsuperconductivityledtoourdiscoveryoftheFe2

basedarsenidesuperconductor———SmO1-xFxFeAs,whichisthefirstnon2copper2oxidesuperconductorwitha
transitiontemperaturebeyondtheMcMillanlimit(39K),whilethehighesttransitiontemperatureinthissystem

canreach55K.AvarietyofsuperconductingsinglecrystalsincludingNd2-xCexCuO4,NaxCoO2andCuxTiSe2

havebeensuccessfullygrown.Tounderstandthemechanismofhigh2Tcsuperconductivitywehavesystematically

studiedtheelectronictransportoftheSmO1-xFxFeAssystemandproposedacorrespondingelectronicphasedia2

gram.Abnormalthermalhysteresisandspin2chargecouplinghavebeenfoundinelectron2typehigh2Tcsupercon2

ductors.IntheNaxCoO2systemthemagneticstructureofthesmallmagneticmomentinthechargeorderedstate

hasbeenclarified.TherelationshipbetweenchargedensitywavesandsuperconductivityintheCuxTiSe2system
hasalsobeenstudied.

Keywordshigh2Tcsuperconductivity,Fe2basedarsenide,spin2chargecoupling,chargeordering,chargeden2
sitywave

人们积累了大量的实验数据和理论方法.到目前为
1引言止