背景
1911年,荷蘭物理學家H·卡茂林·昂內斯發現,汞在溫度在4.2K(-268.98℃)附近時,其電阻小到實際上測不出來(或者說幾乎為零),此時的汞實際上就成為了超導體。之後,他又發現許多其他金屬與合金也具有超導電性。昂內斯由於他的這壹發現獲得了1913年的諾貝爾獎。
1986年1月,在美國國際商用機器公司設在瑞士蘇黎世實驗室中工作的科學家柏諾茲和繆勒,首先發現鋇鑭銅氧化物是高溫超導體,將超導溫度提高到30K。這壹突破性發現導致了壹系列銅氧化物(cuprate)高溫超導體的發現。柏諾茲和繆勒也因此榮獲1987年度諾貝爾物理學獎。
1987年初,美國吳茂昆(朱經武)等和我國物理所趙忠賢等通過元素替換,宣布發現了90K釔鋇銅氧化物超導體,第壹次突破了液氮溫度(77K)這個溫度壁壘。此類超導體由於其臨界溫度在液氮溫度(77K)以上,因此通常被稱為高溫超導體。
此後,全球掀起了壹股 探索 新型高溫超導體的熱潮。1987年底,中國留美學者盛正直等首先發現了第壹個不含稀土的鉈鋇銅氧化物高溫超導體。1988年初,日本研制成臨界溫度達110K的鉍鍶鈣銅氧化物超導體。1988年2月,盛正直等又進壹步發現了125K鉈鋇鈣銅氧化物超導體。1993年,法國科學家發現了135K的汞鋇鈣銅氧化物超導體。此後,高溫超導體的溫度記錄仍在不斷得到刷新。
可是,問題來了。幾十年以來,科研人員們壹直對某些銅氧化物(cuprate)在100K 之上的溫度所表現出的超導性疑惑不解。
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技術
價值
1h Gotlieb, Chiu-Yun Lin, Maksym Serbyn, Wentao Zhang, Christopher L. Smallwood, Christopher Jozwiak, Hiroshi Eisaki, Zahid Hussain, Ashvin Vishwanath, Alessandra Lanzara. Revealing hidden spin-momentum locking in a high-temperature cuprate superconductor . Science, 2018; 362 (6420): 1271 DOI: 10.1126/science.aao0980