我国科学家又发现高温超导新材料 团队去年曾获国家自然科学一等奖

近年来，超导材料在信息通讯、生物医学、航空航天等领域的应用前景越来越广阔。去年德国科学家的一项实验制成室温下陶瓷超导体，维持了数百万分之几微秒。我国科学家也不甘落后。继获得2013年度国家自然科学一等奖之后，中国科学技术大学陈仙辉教授研究组近期在铁基超导研究领域又取得重大进展，发现了一种新的铁基超导材料OHFeSe，其超导转变温度高达40K（零下233.15摄氏度）以上，并确定了该新材料的晶体结构。为研究高温超导的机理提供了新的材料体系。相关成果在线发表在12月15日的《自然—材料》上。

超导是20世纪最伟大的科学发现之一，指的是某些材料在温度降低到某一临界温度，或超导转变温度以下时，电阻突然消失的现象，具备这种特性的材料称为超导体。

我国中科院物理所和中国科技大学科研团队基于20多年的研究积累，在铁基超导研究方面取得一系列重大突破，被美国《科学》杂志评为“2008年度十大科学突破”。今年1月，以赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎和方忠为代表的中科院物理所和中国科技大学研究团队，凭借“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”，获得2013年度国家自然科学一等奖。

近期，中科大合肥微尺度物质科学国家实验室陈仙辉研究组首次利用水热反应方法，又成功发现了一种新的铁硒类超导材料：锂铁氢氧铁硒化合物，超导转变温度高达40K以上。通过结合X射线衍射、中子散射和核磁共振三种技术手段，他们精确地确定了该新材料的晶体结构。

中科院院士赵忠贤（右三）、中科大教授陈仙辉（右二）和团队在高温超导实验室里

铁基高温超导体是目前凝聚态物理领域的研究热点，铁硒（FeSe）类超导体以其诸多独特的性质被认为是研究铁基超导机理的理想材料体系。尤其是近期报道的生长于钛酸锶衬底上的铁硒单层薄膜的零电阻转变温度高达100K以上，更加激起了科学家们的浓厚兴趣。

然而，对于铁硒类超导材料，目前研究较为广泛的碱金属插层铁硒类化合物，其复杂的结构和性质使得研究其内在物理机制变得非常困难。而铁硒单层薄膜以及通过液氨等低温液相插层方法合成的化合物，在空气中极不稳定，无法深入研究其物理性质。为了能够深入探究铁基高温超导的物理机制，亟须寻找新的具有高的超导转变温度且在空气中稳定的、适合物理测量的铁硒类超导材料。

陈仙辉研究组新发现的材料由铁硒层和锂铁氢氧层交替堆垛而成，铁硒层和锂铁氢氧层之间由极其微弱的氢键相连。他们与美国国家标准技术研究所中子研究中心博士黄清镇以及中国科大教授吴涛等几个研究组合作，精确确定了该新材料的晶体结构。测量表明，该新超导材料在低温约8.5 K存在反铁磁序，并与超导电性共存。

专家称，这一发现为相关体系新超导体的探索提供了新思路。同时，该新超导体所具有的高超导转变温度、空气中稳定等优点，为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想的材料体系。