非常规超导转变温度的可能上限 上海市稀土协会 2025年03月18日 10:07 上海
日期：
2025-03-18
浏览次数:
140
常压条件下室温超导的实现是21世纪物理学的最大梦想之一。找出限制超导最高转变温度的决定性因素，是探索发现更高温甚至室温超导的关键。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心EX9组的杨义峰研究员长期从事超导理论研究，曾发展了计算实际量子临界材料中超导配对的唯象理论方法，解释了CeCu2Si2、UTe2、YbRh2Si2、Sr2RuO4等体系中超导的配对对称性【Phys. Rev. Lett. 120, 217001 (2018)；Phys. Rev. Lett. 123, 217002 (2019)；Phys. Rev. B 100, 085132 (2019)；Phys. Rev. B 106, 054516 (2022)】。但在强耦合情况下，微扰方法难以给出正确的超导转变温度Tc。为了解决这个问题，他又提出结合静态辅助场量子蒙特卡洛和超导相位互信息方法估算Tc。这一方法涵盖了从弱耦合到强耦合的参数区间，针对铜氧化物及双层和三层镍氧化物超导体，可以给出和实验一致的理论预期【Phys. Rev. B 108, 054506 (2023)；Phys. Rev. B 108, L140504 (2023)；The Innovation Materials 2, 100102 (2024)】。最近，他指导博士生秦琼（已毕业），利用上述方法对一系列简化的准二维超导模型进行了系统的比较研究，发现这些模型给出的最高超导转变温度均位于Tc/J~0.04-0.07的近似区间（其中J为占主导的短程配对相互作用），对现有非常规超导体实验数据的整理分析也证实了这一范围。以铜氧化物为例，实验测量的J最大不超过200meV，因此预计常压最高Tc应不超过90-160K的温度区间；实验上，单层铜氧化物超导体的最高Tc约为97K，三层为135K，高压下才达到165K。而在无限层镍氧化物中，先前实验报道常压最高Tc约为18K，比理论估计的最大值区间低一倍左右；但在此工作之后不久就有人合成了最高Tc约为35K的新材料，达到了理论预测的区间。这些结果支持了上述比值范围，并且表明，包括铜氧化物、重费米子、铁基、镍基等在内的非常规超导体系，基本上都已达到或接近各自J值所允许的Tc上限范围。因此，限制Tc有较大提升的根源在于配对相互作用的大小，实现室温超导需要材料中的J值提高至少一倍以上达到400-700meV的量级，或引入其他新型配对机制。上述限制为超导理论研究提出了新的课题，同时也为实验探索更高温或室温超导体提出了一个可能的必要条件，有助于避免一些盲目的尝试。此外，由于超导受到配对场强度和相位相干的双重限制，实现最高Tc需要动能项和配对项之间满足一定的最佳匹配条件，这也导致了和先前一些文献不同的结论，如平带体系中不可能出现高温超导。相关工作发表于npj Quantum Materials 10, 13 (2025)。该工作受到了国家自然科学基金委、中国科学院和科技部项目的支持。
Hot News
/
相关推荐
2025
-
07
-
25
点击次数:
28
...
来源：X-MOL稀土元素 （REE） 是一组 17 种特殊元素，由于其独特的电子结构和化学性质，它们在能源、环境和医学领域显示出不可替代的作用。稀土复合金属-有机框架 （RE-MOF） 已成为跨学科研究的热点，因为它们结合了稀土元素的优异性能与 MOF 的多孔特性，具有高比表面积、孔径可调、活性位点丰富和多功能性。本文系统综述了 RE-MOF 在储能与转换、污染控制和生物医学领域的应用进展，分析了...
2025
-
07
-
25
点击次数:
29
...
来源：royal society of chemistry通过掺入用硅烷偶联剂 KH570 处理的改性稀土纳米二氧化铈（CeO2）制备了具有紫外线和蓝光防护的紫外线固化涂层。采用傅里叶变换红外光谱、X 射线衍射、扫描电子显微镜和热重分析等手段对改性后的 CeO2 结构和所得紫外固化涂层进行了表征。通过紫外光谱分析评价涂层的紫外屏蔽性能。结果表明，纳米 CeO2 均匀分布在固化涂层的聚合物基体中。该...
2025
-
07
-
24
点击次数:
116
...
2025年7月23日（星期三），由市工业经济联合会（市工经联）党委精心策划并组织的“同上一堂党课”学习教育活动在市政协报告厅成功举行。上海稀土聚氨酯硅酸盐协会联合党支部积极响应上级党委号召，支部书记吴建思同志率先垂范，带领支部党员任倍、崔中倪、杨利峰等同志主动报名并全程参与了本次具有深刻教育意义的学习活动。活动中聚焦新时代党的建设总要求，党员们认真聆听了专家对《中国共产党章程》及党的各项纪律规矩的...
2025
-
07
-
24
点击次数:
87
...
来源：Science Direct对稀土元素 （REE） 的需求不断增长，需要采取创新策略来从采矿废水等非常规资源中回收稀土元素。然而，在如此复杂的多离子基质中实现高选择性仍然是一项艰巨的挑战。本研究引入了一种使用磁性 MnFe 2 O 4 纳米颗粒从真实采矿废水中快速、高选择性地提取 15 种稀土元素的新方法。该合成策略独特地将基于植物提取物的良性前体步骤与随后的热处理相结合，以设计所需的高性能...