我科学家揭示新型高温超导体电子结构

手提电脑一次充电就可维持几个月，出门就能轻松乘坐时速几百公里以上的磁悬浮“无轮”列车……若能将超导材料的转变温度提高到室温，人们的生活将经历一次新的革命。超导现象发现百年之际——

复旦大学日前对外公布，该校物理系应用表面物理国家重点实验室及先进材料实验室的封东来教授课题组，率先揭示了2010年末发现的新型铁基高温超导体KxFe2Se2与众不同的电子结構。这一成果已在线发表在国际一流刊物《自然材料》上，为纪念超导现象发现百年献礼。

超导现象是20世纪人类最重大的发明之一。电在超导材料中传递没有损耗，运用超导电缆，远途的长距离电力传输都不存在耗散的问题。1911年被作为超导元年。超导现象的出现，让科学家们大胆设想：如果能将超导材料的转变温度提高到室温，人们的生活将因此经历一次新的革命，再也不会为电子产品发热而苦恼、一次充电就可能维持手提电脑几个月的使用、出门就能轻松乘坐时速几百公里以上的磁悬浮“无轮”列车……这些画面虽然令人神往，但到目前为止，人们也只能在科幻电影《阿凡达》中的潘多拉星球上领略到超导的绝美之处。

100多年来，科学家们一直希望能够将超导材料的转变温度提高到常温。目前已有10人5次因为超导获得诺贝尔物理学奖。1986年，科学家发现了高温超导体——铜氧化物，而所谓的“高温”仍然必须达到零下120℃之高。直到2008年，超导家族才出现了第二个成员——铁基化合物。虽然它的转变温度目前最高才达到零下217℃，但它的出现意味着超导家族有可能出现更多的新成员。

去年年底，日本物理学家发现了一种全新的铁基超导体KxFe2Se2，超导转变温度达零下242℃。其独特的性质更引起全世界物理学家的关注。封东来教授领导的科研组是国际上最早应用角分辨光电子能谱仪研究铁基高温超导体电子结构的小组之一。封东来课题组通过对KxFe2Se2进行各种本地和同步辐射实验测试，终于获得了其完整的电子结构，并且测得了各向同性的s波超导能隙。他们惊奇地发现，这种材料的电子结构和以往的铁基超导体完全不同：整个费米面没有空穴,而只存在电子。

这一研究发现意味着超导体材料实现超导转变可以有不同的方式，之前建立的铁基超导体的普遍图像将可能遭到颠覆。

（科技日报）