压力和氧原子同位素替代均能改变超导特性

科学家2月26日称，他们发现两种不同的物理参数对高温超导材料的电子特性具有类似的作用。该结果表示，这些材料中的声子（phonons）对其超导电性至关重要。在新出版的美国《国家科学院院刊》上，美国卡内基研究所、中国华南理工大学和香港中文大学科学家发表的研究报告表明，压力和氧原子同位素替代均能改变超导体的特性。 ZTx~+'(  
超导体的电阻在导体处于一定温度时会完全消失，这时电子可在导体中自由流动，科学家将出现电阻消失时的温度称为超导转变温度。早期传统超导体的超导转变温度很低，在绝对温度20度以下。1986年，科学家发现了一组基于陶瓷和铜氧化物的高温超导体。迄今为止，人们尚不清楚这些材料为何能具有很高的转变温度。 aO]0|<2 j  
高温超导材料可以通过掺杂来改变其超导转变温度，掺杂是在超导材料中增加带电粒子（带负电为电子，正电荷为空穴）。只有在特定量的掺杂区域，各种超导材料的超导转变温度才达到最大值。超导转变温度和同位素效应均明显地依赖于掺杂量的多少，实验发现，超导转变温度越大，对应的同位素效应越小。 t?0D*!D  
中美科学家研究发现，反铁磁背景下的声子模型可以非常好地解释同位素效应的掺杂依赖行为以及不同类型的超导材料同位素效应的差异。研究表明，各种材料电子结构的差异是导致其超导性质不同的根本原因。该项研究因而为铜氧化物高温超导体在常压和高压条件下的同位素效应提供了一个统一的图像。 '`Smg3T!~S  
研究报告的主要作者陈晓嘉博士说：“科学家从1987年便开始力图了解决定超导转变温度的特性。在此次研究中，我们 .. [z:bnS~yiD  
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