中国科学技术大学高温超导物理研究新进展.docx

中国科学技术大学高温超导物理研究新进展摘要在中国科学技术大学建校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High“|TcsuperconductivityresearchintheUniversityofScienceandTechnologyofChinaCHENXian“|Hui(HefeiNationalLaboratoryforPhysicalSciencesatMicroscaleandDepartmentofPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China)AbstractTocelebratethe50thanniversaryofthefoundingoftheUniversityofScienceandTechnologyofChina,abriefreviewispresentedofrecentresearchonhigh“|Tcsuperconductivitythere.Thesearchfornewhigh“|Tcmaterialsandexperimentalresearchonthemechanismofhigh“|TcsuperconductivityledtoourdiscoveryoftheFe“|basedarsenidesuperconductor——SmO1-xFxFeAs,whichisthefirstnon“|copper“|oxidesuperconductorwithatransitiontemperaturebeyondtheMcMillanlimit(39K),whilethehighesttransitiontemperatureinthissystemcanreach55K.AvarietyofsuperconductingsinglecrystalsincludingNd2-xCexCuO4,NaxCoO2andCuxTiSe2havebeensuccessfullygrown.Tounderstandthemechanismofhigh“|TcsuperconductivitywehavesystematicallystudiedtheelectronictransportoftheSmO1-xFxFeAssystemandproposedacorrespondingelectronicphasediagram.Abnormalthermalhysteresisandspin“|chargecouplinghavebeenfoundinelectron“|typehigh“|Tcsuperconductors.IntheNaxCoO2systemthemagneticstructureofthesmallmagneticmomentinthechargeorderedstatehasbeenclarified.TherelationshipbetweenchargedensitywavesandsuperconductivityintheCuxTiSe2systemhasalsobeenstudied.Keywordshigh“|Tcsuperconductivity,Fe“|basedarsenide,spin“|chargecoupling,chargeordering,chargedensitywave1引言上世纪80年代末，高温超导铜氧化合物的发现引发了全球研究高温超导的热潮.至今，高温超导的研究已经有22年的历史，在20多年的广泛研究中,人们积累了大量的实验数据和理论方法.到目前为止，虽然已经有许多很好的理论模型，但是高温超导机理问题仍然没有完全