铁基超导,中国主导

合集下载

中国铁基超导研究吸引全世界瞩目

中国铁基超导研究吸引全世界瞩目02008年3月，铁基超导研究竞争全面铺开，王楠林和他的同事经常要过着这样的生活：在实验室工作到凌晨，回家冲个澡，休息几个小时甚至个把钟头，便又回到实验室开始新一天的工作。

1911年，荷兰物理学家卡麦林·昂尼斯发现超导之后，已经有10人因超导研究获得诺贝尔奖。

因此，对超导机理以及全新超导体的探索，是当今物理学界最重要的前沿问题之一，被誉为"20世纪最伟大的科学发现之一"。

如此重要的领域，中国科学家自然不能缺席。

自2008年以来，他们将目光逐步对准了铁基高温超导体。

这种超导体以铁为关键化学元素，与1986年欧洲科学家发现的铜氧化物高温超导体相比，在工业上更加容易制造，同时还能够承受更大的电流，具有更广泛的应用。

物理所和中国科学技术大学（以下简称中科大）的中国科学家不仅首先使铁基超导体突破了"麦克米兰极限温度"（40K，约零下233摄氏度），创造了铁基超导体临界转变温度的世界纪录，并且在铁基超导的电子结构、物性和机理研究方面均达到国际一流水平，形成了强大的中国超导团队。

"一个或许本不该让我惊讶的事实就是，居然有如此多的高质量文章来自北京，他们确确实实已进入了这一（凝聚态物理强国的）行列。

"着名理论物理学家、美国佛罗里达大学教授Peter Hirschfeld评价道。

超导中的璞玉早在2006年，陈根富在德国马克斯-普朗克学会做访问学者时，就对当时报道的镧氧铁磷超导体很感兴趣，并认为用砷取代磷也可能具有超导等非常规的物理性质。

2007年9月，陈根富一加入物理所王楠林研究组，就提出要做镧氧铁砷超导材料的制备研究，并计划开展其他稀土替代物铈氧铁砷等材料的合成。

但稀土元素镧、铈等容易氧化，砷在空气中又可能氧化生成砒霜。

因为缺乏手套箱等基本设备，陈根富只得放弃镧氧铁砷材料的多晶制备，从难度更大的单晶生长入手。

为尽量避免稀土和砷粒被氧化，陈根富一边戴着医用胶皮手套和口罩防止砷中毒，一边迅速取出玻璃管中封存的砷和稀土，称量后立即将其封入钽管，放入高温炉中促使其进行单晶生长。

春华秋实科技结硕果砥砺前行创新扬风帆——写在中华人民共和国成

卷首语2019年09月号春华秋实科技结硕果砥砺前行创新扬风帆—— 写在中华人民共和国成立70周年之际FOREWORD本刊编辑部2019年是新中国成立70周年。

70年来，在五代党的领导人带领下，新发展理念搭建起通向未来的阶梯，全面深化改革全面发力、多点突破，综合国力不断增强，人民幸福指数持续提升。

科技创新更是蓬勃发展，如火如荼，蒸蒸日上：3000米，这是国产大飞机C919首飞的最大飞行高度；6000米，国内首架大型双发长航时无人机成功首飞；数百公里的太空轨道，神舟飞天、北斗组网，中国卫星自由徜徉；38万公里之外的月球，嫦娥四号首探月背，五星红旗格外鲜亮……中华民族从站起来、富起来到强起来，无数梦想拔节生长，美好希望竞相绽放。

新中国的科技事业几乎从零起步。

1956年，中央发出“向科学进军”的伟大号召，在“重点发展，迎头赶上”方针指引下，国家初步建立了由政府主导和布局的科技体系，打破封锁，发奋图强，为中国科技事业发展奠定了坚实的基础，注入了自强的灵魂。

一大批海外学子，包括以钱学森、华罗庚、朱光亚等为代表的海外专家学者，破除一切艰难险阻，怀抱对祖国的浓浓感情，纷纷归国效力，为新中国科技事业发展做出了突出贡献。

到1957年，归国的海外学者已经达到3000多人。

这一时期在举国体制下，迅速涌现出了一批追赶世界水平的重大科技成果：1958年，中国第一台电子管计算机试制成功，半导体三极管、二极管相继研制成功；1959年，李四光等人提出“陆相生油”理论；1960年，王淦昌等人发现反西格玛负超子；1964年，第一颗原子弹装置爆炸成功，第一枚自行设计制造的运载火箭发射成功；1965年，在世界上首次人工合成牛胰岛素；1967年，第一颗氢弹空爆成功；1970年，“东方红一号”人造地球卫星发射成功……这一系列科技成就为新中国科技发展奠定了重要基础。

改革开放后，为尽快改变科学技术落后状况，中央对科技发展进行全面系统规划。

1978年，国家制定了《1978-1985年全国科学技术发展规划纲要》，确定了8个发展领域和108个重点研究项目，总第363期为新时期国民经济和科学技术的基本方针政策奠定了理论基础。

铁基超导

铁基超导超导是物理世界中最奇妙的现象之一。

正常情况下，电子在金属中运动时，会因为金属晶格的不完整性（如缺陷或杂质等）而发生弹跳损耗能量，即有电阻。

而超导状态下，电子能毫无羁绊地前行。

这是因为当低于某个特定温度时，电子即成对，这时金属要想阻碍电子运动，就需要先拆散电子对，而低于某个温度时，能量就会不足以拆散电子对，因此电子对就能流畅运动。

传统的解释常规超导体的超导电性的微观理论预言，超导体的最高温度不会超过麦克米兰极限的39K。

在以往的研究中，只有1987年发现的铜氧化合物超导体打破了这一极限，被称为高温超导体。

最近，在铁基磷族化合物中发现的超导电性其超导临界温度可达55K，同样突破了传统理论预言的麦克米兰极限。

这是第一个非铜基的高温超导体，掀起了高温超导研究的又一次热潮。

铁基超导的研究进入了一个空前发展的阶段，各国都在进行这一新材料的研究，铁基超导体薄膜研究进展与铁基超导体大同位素效应就是其中的热点。

从2008年新的铁基高温超导体发现以来，铁基超导薄膜的研究进展相对缓慢。

这是因为较难精确控制人们所需要的亚稳相中的多元素配比、以及多种热力学相之间的互相竞争。

由于元素配比和不同热力学相竞争所导致的较少量的杂质，在块状材料的合成中有时可以接受，但对低维的薄膜材料却不能允许。

迄今已发现四种主要晶体结构的铁基超导体，包括含砷或磷（chalcogens）的1111相、122相、111相，以及含氧硫族元素（pnictogens）的11相。

它们都具有超导的Fe-X （X为As、P、Se、S或Te等）层，且前三类超导体中这些层由La-O等隔离层隔开，而超导的11相FeSe、Fe(Se,Te)只有Fe-X层，晶体结构最简单。

目前人们只得到了11相的单相、外延、超导薄膜。

而对含砷的铁基超导体而言，经过近两年的探索，仍未能得到单相的超导薄膜。

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)超导实验室的曹立新副研究员带领博士生韩烨、李位勇，与相关科研人员合作，在国际上率先制备出单相的外延FeSe超导薄膜（第十届全国超导薄膜和超导电子器件学术研讨会，大连，2008年10月11日-15日），率先发表文章（Journal of Physics: Condensed Matter 21, 235702, 2009），并申请了国家专利。

铁基超导：让我们出乎意料

铁基超导：让我们出乎意料——2008十大科学进展解读（二）--------------------------------------------------------------------------------本报记者陈瑜2008年以前，假如一位学生在参加研究生入学面试时，将铁基化合物列为高温超导材料，该学生只会不及格。

这种假设透露了一个信息：该学生对基础知识的掌握不过关。

铁基材料通常具有铁磁性，被认为最不具备成为高温超导材料的条件。

但历史开了一个大玩笑。

在美国《科学》杂志公布的2008年十大科学进展中，铁基高温超导材料名列其中。

在由科技日报社组织，部分院士、多家中央新闻单位以及该报读者参与评选的“2008年国内十大科技新闻”中，该发现同样入围。

———事件回放———铁基化合物惊现超导特性2008年2月23日，日本科学技术振兴机构和东京工业大学联合发布公报称，东京工业大学教授细野秀雄的研究小组合成了氟掺杂钐氧铁砷化合物。

该化合物是一种由绝缘的氧化镧层和导电的砷铁层交错层叠而成的结晶化合物。

纯粹的这种物质没有超导性能，但如果把化合物中的一部分氧离子转换成氟离子，它就开始表现出超导性，并且在26K（零下247摄氏度）时具有超导特性。

但是26K的临界温度并没有突破麦克米兰极限(一般认为，传统超导临界温度最高只能达到39K，被称为麦克米兰极限)。

临界温度可达到55K一个多月后，中国科学技术大学微尺度国家实验室的陈仙辉教授和中国科学院物理研究所的王楠林研究员领导的研究小组几乎同时发现新的铁基高温超导材料，其超导临界温度超过了40K。

紧接着，中国科学院物理研究所的赵忠贤院士领导的研究小组又将这一纪录提高到55K。

“该材料是除铜氧化合物高温超导体之外，第一个临界温度超过40K的非铜氧化合物超导体，突破了…麦克米兰极限‟。

”丁洪认为，这也使人们相信铁基高温超导材料不是传统超导体。

———新的突破———打破铜氧化合物垄断“该发现最大的意义在于实现了高温超导基础研究领域上新的突破，为新型高温超导研究指明了一个新的方向。

超导材料的新发现和应用前景

超导材料的新发现和应用前景超导材料作为一种能在低温下表现出零电阻、零磁场排斥和无能量损耗的特殊材料，一直以来都备受科学界的关注。

近年来，科学家们在超导材料领域做出了一系列新的发现，并探索了其广阔的应用前景。

本文将介绍一些最近的超导材料的发现，以及其在能源、交通和医学领域的潜在应用。

最令人兴奋的超导材料之一是铁基超导体。

铁基超导体在2008年首次被发现，从此以来一直是超导材料领域的热点研究对象。

与传统的铜基超导体相比，铁基超导体具有更高的临界温度和更好的可控性。

近年来，科学家们发现了一些具有高温超导性质的新型铁基超导体，如LaFeAsO和FeSe系列。

这些新发现为超导材料的研究和应用开启了新的篇章。

除铁基超导体外，钴基超导体也是近年来引起广泛关注的超导材料之一。

钴基超导体具有较高的临界温度和均匀的结构，这使其在能源存储和传输方面具有巨大的潜力。

科学家们已经成功制备出多种钴基超导体，并正在研究它们的物理性质和应用潜力。

钴基超导体的研究将为新一代能源技术的发展提供重要支持。

除了铁基和钴基超导体，铜基超导体仍然是超导材料领域的重要组成部分。

铜基超导体具有较高的临界温度和良好的电子输运性质，这使其在电力输送、储能和传感器方面具有广阔的应用前景。

科学家们通过优化合成和控制晶体结构，已经成功制备出一系列新型铜基超导体，如YBCO和BSCCO。

这些新发现为更高温度和更稳定的超导体的发展打下了坚实的基础。

超导材料在能源领域具有巨大的应用潜力。

由于超导材料的零电阻特性，能量的输送效率可以大大提高。

因此，超导材料可以用于建设高效能源输电系统，减少能源损耗和环境污染。

此外，超导材料还可以应用于能量存储和电动车辆技术，提供更持久和可靠的能源解决方案。

这些应用将深刻改变能源行业的发展，并为可持续发展做出贡献。

在交通领域，超导材料也具有广泛的应用前景。

超导磁悬浮技术可以用于高速列车和磁悬浮轨道交通系统，以实现高速、低能耗和低噪音的交通运输。

铁基超导体

铁基超导体对于现代人来说，超导已经不再是一件什么神秘的事情了，普通的中学生就已经知道了所谓的超导现象：当导体的温度降到一个临界温度时电阻会突然变为零。

处于超导状态的导体称之为超导体。

超导体除了电阻为零的特殊性质之外，人们后来又发现了它的另一个神奇的性质——完全抗磁性，也就是说超导体内的磁感应强度为零，把原来存在于体内的磁场也完全“排挤”出去。

这一现象也被称为“迈斯纳效应”。

正是由于超导体的这一性质，而铁基材料通常具有铁磁性，因此被认为最不具备成为高温超导材料的条件。

但最近的科研结果却打破了这一传统的束缚，铁基超导材料成为了高温超导研究领域的一个“重大进展”。

铁基超导体的发现历程高温超导是指材料在某个相对较高的临界温度，电阻突降至零。

1986年，美国科学家发现了第一种高温超导材料——镧钡铜氧化物。

自那以后，铜基超导材料成为全世界物理学家的研究热点，超导体的临界温度也不断“飙升”，在短短几年中，铜氧化合物的超导临界转变温度就被提高到134K（常压）和164K（高压）。

然而直至今日，对于铜基超导材料的高温超导机制，物理学界仍未形成一致看法，这也使得高温超导成为当今凝聚态物理学中最大的谜团之一。

因此很多科学家都希望在铜基超导材料以外再找到新的高温超导材料，从而能够使高温超导机制更加明朗。

2008年2月23日，日本科学技术振兴机构和东京工业大学联合发布公报称，东京工业大学教授Hosono的研究小组合成了氟掺杂钐氧铁砷化合物。

该化合物是一种由绝缘的氧化镧层和导电的砷铁层交错层叠而成的结晶化合物。

其实在2006和2007年Hideo Hosono小组就已经分别报道在LaFePO 和LaNiPO 材料中发现转变温度为2到7K的超导电性。

但这一次却立刻引发了人们对这一体系的强烈关注（下图为LaFeAsO的晶体结构）。

铁基超导材料的电子结构分析

铁基超导材料的电子结构分析引言近年来，超导材料一直是材料科学领域的研究热点之一。

在各类超导材料中，铁基超导材料因其高超导转变温度和潜在的应用前景而备受关注。

为了深入了解铁基超导材料的性质和机制，研究人员致力于对其电子结构进行详尽的分析。

一、铁基超导材料的发现与特点铁基超导材料最早于2008年由日本学者文山義隆团队首次发现。

与传统的BCS超导理论不同，铁基超导材料的超导机制主要由电子-声子相互作用和自旋-波相互作用共同贡献。

这种复杂的相互作用使得铁基超导材料的电子结构分析变得尤为重要。

二、基于第一性原理的计算方法为了揭示铁基超导材料的电子结构，研究人员通常采用第一性原理计算方法。

这种计算方法基于量子力学原则，从头计算材料的电子结构，能够提供详细的信息，如能带结构、密度泛函理论、费米面等。

通过与实验结果的对比，可以验证该方法的准确性。

三、电子能带结构的分析在铁基超导材料的电子结构分析中，电子能带结构是最重要的指标之一。

通过计算材料的能带结构，可以确定其导电性和超导性等性质。

实验观测到的能带结构与理论计算结果的对比表明，铁基超导材料的电子结构受到晶格结构、杂质和缺陷等因素的影响，进一步揭示了超导机制的复杂性。

四、费米面拓扑的影响费米面是能带结构中非常重要的参数之一，它描述了不同能级上的电子态的分布情况。

对于铁基超导材料来说，费米面的拓扑结构对其超导性能具有重要的影响。

研究人员通过电子结构计算和实验观察发现，铁基超导材料的费米面形状和拓扑结构与其超导转变温度密切相关，为铁基超导体的设计和优化提供了理论依据。

五、磁性相互作用的研究铁基超导材料中的自旋-波相互作用被认为是超导机制的重要因素之一。

通过电子结构计算，可以揭示材料中自旋-波相互作用的本质。

研究人员发现，铁基超导材料的自旋-波相互作用会影响到其电子结构中的能带间隙，进而影响材料的超导性。

这一结果为进一步理解铁基超导材料提供了线索。

结论铁基超导材料的电子结构分析为揭示其超导机制提供了重要的信息。

铁基超导：中国科学家何以领先？

铁基超导：中国科学家何以领先？高温超导机理被誉为凝聚态物理学前沿研究皇冠上的明珠，铁基超导的发现和研究极大地促进了人们对高温超导电性的理解。

罗会仟（中国科学院物理研究所）自2008 年凝聚态物理学领域掀起铁基高温超导研究热潮以来，铁基超导的科学研究已经步入第6 个年头（编者注：此文写于2014年），发表的有关铁基超导研究论文已经数万篇。

截止到2013 年2 月，全世界在铁基超导研究领域被引用数排名前20 的论文中，9 篇来自中国。

铁基超导至今仍然是凝聚态物理基础研究的前沿科学之一，吸引了世界上诸多优秀科学家的目光。

为什么铁基超导如此特别？它的发现对基础物理研究有着什么样的重要影响？中国人在铁基超导洪流中起到了什么样的角色？本文将为您逐一揭晓铁基超导的前世今生。

19 世纪末20 世纪初，人们在气体理论的指导下在实验室不断将各种气体液化，创下了一系列低温记录。

直至1908 年7 月10 日，荷兰莱顿大学的昂尼斯等人成功把最后一个“顽固的气体”——氦气液化，确立液氦沸点为4.2 K(热力学温标中，0 K 对应着－273.2℃，4.2 K 即相当于－269℃)，从此开启了低温物理研究的新篇章(见图1)。

图1 各种气体的沸点1911 年4 月8 日，昂尼斯等试图研究金属在低温下的电阻行为，当他们把金属汞降温到4.2 K时，发现其电阻值突然降到仪器测量范围的最小值(10－5 Ω)，即可认为电阻降为零(见图2)[1]。

昂尼斯把这种物理现象叫做超导，寓意超级导电，他本人因液氦的成功制备和超导的发现获得了1913 年的诺贝尔物理学奖[2]。

图2 金属汞的电阻在4.2 K突然降为零此后，人们又陆续发现了许多单质金属及其合金在低温下都是超导体，一些非金属单质在高压等特殊条件下也是超导体。

在元素周期表中，除了一些磁性单质、惰性气体、放射性重元素和部分碱金属外，许多元素单质都是超导体[3]。

1933 年，德国物理学家迈斯纳通过实验发现，超导体存在其自身特性，和人们所猜想的理想金属导体(低温下电阻逐渐降为零)有很大的区别[4]。

铁基超导材料的制备及性能研究

铁基超导材料的制备及性能研究铁基超导材料是近年来超导领域的一个热门研究方向。

与传统的低温超导材料不同，铁基超导材料在相对较高的温度下就能出现超导现象，这为超导材料的应用带来了更多可能性。

本文将介绍铁基超导材料的制备方法以及其独特的性能研究。

首先，铁基超导材料的制备方法多种多样。

目前广泛使用的方法包括固相反应法、水热法、溶胶凝胶法等。

其中，固相反应法是最常用的一种方法。

该方法主要是通过高温反应将适当的铁源和其他元素混合，在特定的温度下得到铁基超导材料。

这种方法制备的样品质量相对较高，但缺点是需要较高的反应温度和较长的反应时间。

另外，水热法和溶胶凝胶法则适用于一些不适于高温反应的铁源。

这些方法可以在相对较低的温度下合成铁基超导材料，且所需时间较短。

而且，这些方法还具有制备大尺寸、单晶和薄膜等器件的优点，可以满足不同应用领域的需求。

接下来，我们来探讨铁基超导材料的性能研究。

首先，铁基超导材料的电阻与温度之间的关系是研究其超导性能的重要指标。

一般来说，当温度低于铁基超导材料的临界温度时，其电阻会突然减小并趋于零。

这表明材料进入了超导态。

同时，通过测量不同温度下的电阻，可以得到材料的临界温度和超导电性能。

此外，电阻随外加磁场变化的研究也是重要的。

在铁基超导材料中，外加磁场会对其超导性能产生明显的影响。

通过测量样品在不同磁场下的电阻，可以了解材料的磁场响应特性。

除了电阻-温度和电阻-磁场的研究，还有其他一些特性需要关注。

例如，对铁基超导材料的结构和晶体学性质的研究可以揭示其超导机制。

通过X射线衍射等技术，可以确定材料的晶体结构，并进一步研究超导相的性质。

另外，还可以通过核磁共振、电子自旋共振等方法研究材料的自旋和电子结构，揭示材料的超导行为以及可能的超导机制。

此外，对铁基超导材料的磁学性质的研究也是重要的。

铁基超导材料往往具有复杂的磁性行为，包括自旋玻璃、反铁磁性等。

这些磁性相与超导性的竞争和共存关系，对于理解铁基超导材料的超导机制至关重要。

铁基超导体

2008年3月初,王楠林小组合成了Tc超过20 K的LaO0.9F0.1−δFeAs多晶样品,并迅速利用多种手段对样品的物理性质进行了测试,发现其具有较高的上临界磁场(Hc2>50 T)和较低浓度的电子型载流子等[6].很快
LaO1−xFxFeAs的电子结构进行了计算,他们的研究进一步证明LaO1−xFxFeAs是一种不同于铜氧化物超导体的新型高温超导体[17].闻海虎小组将其在该领域的第一篇文章于3月5日贴到arXivO0.9F0.1−δFeAs样品,并对其特性进行了测量[18].随后,美国能源部橡树岭国家实验室Mandrus领导的研究小组(以下简称“Mandrus小组”)也报道了他们对LaO0.89F0.11FeAs的晶体结构、磁化率、霍尔系数、Seebeck系数等的研究结果[19]. 3月中旬,闻海虎小组报道在LaOFeAs中用Sr2+
2008年1月初,细野秀雄小组发现LaO1−xFxFeAs的临界温度可以达到26 K. LaOFeAs由绝缘的氧化镧
图1 REFeAsO晶体结构示意图
层和导电的砷化铁层交错层叠而成.纯粹的LaOFeAs即便被冷却至极低温度时也不会出现超导现象,但是当将该物质中3%以上的氧离子替换为氟离子后,超导现象随即出现.当替换比率为3%左右时,该物质的超导临界温度接近绝对零度,进一步提高替换比率时,临界温度随之上升.当替代比率上升至11%左右时,临界温度达到顶峰,约为26 K,超导起始转变温度(Tconset)则超过30 K(在实际测量中,通常引入超导起始转变温度(Tconset)、零电阻温度(Tczero)和中点转变温度(Tcmid)来描述超导体的特性.通常所说的临界温度Tc指的是Tcmid,即电阻等于Tconset电阻的1/2时对应的温度)[5].不久,该小组发现在加压(4 GPa)后, LaO0.89F0.11FeAs的Tconset最高可以达到43 K[16]. LaOFeAs的特殊之处还在于其中含有铁元素,铁是典型的磁体,而磁性则对常规超导电子配对起着破坏作用.因此,这一突破性进展开启了科学界新一轮的高温超导研究热潮.

基础研究-筑牢科技强国根基

基础研究:筑牢科技强国根基基础研究相当于“供给侧的供给侧的供给侧”，是无可替代的“源头供给”。

下载论文网从“天宫”上天到“蛟龙”探海，从“天眼”探空到“墨子”传信，从国产大飞机首飞到国产航母入水，从国产超算“三连冠”到中国高铁技术输出……我国创新驱动发展战略的大力实施，让重大科技成果不断涌现。

而这些世界瞩目的国之重器背后，国家自然科学基金功不可没。

作为中央财政科技计划的重要组成部分，国家自然科学基金是支持基础研究和科学前沿探索的主渠道之一。

当前，建设创新型国家的号角已经吹响。

十九大报告明确提出，加快建设创新型国家，要瞄准世界科技前沿，强化基础研究，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破。

“创新驱动是经济社会?l展的供给侧，创新是创新驱动的供给侧，基础研究则是创新的供给侧。

”国家自然科学基金委员会主任杨卫这样解释基础研究在创新型国家建设中的重要地位。

那么，科学基金如何在基础研究领域进行前瞻部署，进一步增加源头供给，从而为创新型国家和世界科技强国建设筑牢根基？《财经国家周刊》记者就此专访了杨卫。

源头创新逐渐涌现《财经国家周刊》：过去，中国科学家长期沿着他人的创新基础来进行研究，如今随着科研实力的整体跃升，我国在颠覆性创新、源头创新方面有哪些突破？杨卫：有赖不断增长的国家投入，我国基础研究实现了数量和质量的快速增长，取得了诸多重大突破，其中不乏源头创新成果。

例如，2013年国家自然科学一等奖获奖项目“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”，在国际上引领了铁基超导研究的热潮。

到目前为止铁基超导的纪录牢牢地被中国科学家掌握，全球铁基超导的研究引用一半来自中国，我国也是铁基超导研究材料的“源泉”。

又如，在化学方面，甲烷分子的选择活化和定向转化被誉为化学界的“圣杯”。

而2014年中科院大连化学物理研究所通过构建催化剂实现了甲烷无氧活化，由此实现天然气的无氧直接转化制乙烯和高值化学品，被国际学术界和产业界誉为“改变世界的技术”。

铁基超导体最高温度

铁基超导体最高温度
铁基超导体是一种新型的超导材料，其具有高温超导的特性，因此被广泛研究和应用。

近年来，随着科技的进步，人们对铁基超导体的研究也在不断深入，不断探索其超导机理和性能。

目前，铁基超导体的最高超导温度已经达到了135K左右，这是
非常高的温度，使得其应用领域更加广泛。

铁基超导体的研究重点之一是提高其超导温度，以便更好地满足实际应用需求。

为了提高铁基超导体的最高超导温度，研究者们采用了多种方法，如选择不同的化学组成、改变晶体结构、引入外部压力等。

这些方法的研究都取得了一定的进展，但目前仍需要进一步的研究来提高铁基超导体的最高超导温度。

总之，铁基超导体作为一种新型的超导材料，其最高超导温度的提高将为其应用带来更多可能性。

我们相信，随着科技的不断进步，铁基超导体的研究将会取得更大的成果。

- 1 -。

铁基超导体的制备和性能研究

铁基超导体的制备和性能研究一、引言超导材料是一种特殊的物质，其具有零电阻和完全反射的特性，在电力输送和磁共振成像等领域有着广泛的应用。

目前，超导材料主要可以分为两种类型，即氧化物超导体和铁基超导体。

铁基超导体是近年来出现的一种新型超导材料，具有较高的临界温度和较好的可控性，已经成为超导材料研究的热点之一。

本文主要就铁基超导体的制备和性能研究做一些介绍。

二、铁基超导体的制备铁基超导体的制备一般通过固相反应和溶胶凝胶法两种方法进行。

（一）固相反应法固相反应法是一种传统的制备方法，其主要步骤为将超导材料的各组分按一定的摩尔比混合均匀，在高温下进行固相反应。

固相反应法的优点在于操作简单，但其缺点在于需要高温长时间烧结，并且易产生二相混杂。

目前在固相反应法中常用的方式是熔融燃烧法，该方法在低温下可以快速的制备出高纯度的超导材料。

（二）溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种相对较新的制备方法，其主要步骤为将超导材料的前驱体在适当的溶剂中溶解，经过凝胶化、热处理等一系列步骤后得到超导材料。

溶胶凝胶法的优点在于具有较高的纯度和较好的成形性，但其制备周期较长，操作条件较为苛刻。

三、铁基超导体的性能研究铁基超导体的性能主要从以下三个方面进行研究：超导性能、结构性质和材料特性。

（一）超导性能超导性能是铁基超导体研究的核心，关键参数是材料的临界温度（Tc）和带隙（Δ）。

随着研究的深入，越来越多的材料其临界温度已经达到室温附近。

同时，在超导材料的研究中，超导的电流密度和承载能力也是研究的重点之一。

（二）结构性质铁基超导体的结构性质包括原子间距、晶格对称性、结构相变等，这些性质对于超导行为的影响非常大。

目前，铁基超导体的晶体结构主要为FeAs层和碱金属层交替排列的复合结构。

此外，铁基超导体的结构性质还可以通过X射线衍射等结构表征技术进行研究。

（三）材料特性铁基超导材料的特性包括电学、磁学、光学等方面。

其中，磁学的研究情况比较多，主要研究铁基超导材料的磁滞回线、磁致伸缩等性质。

从常规超导到铜基超导、铁基超导—超导的发展及应用

从常规超导到铜基超导、铁基超导—超导的发展及应用邹子晨【摘要】超导现象自1911年由荷兰物理学家卡末林-昂内斯(Kamerlingh Onnes)发现以来,经过100多年的发展,在理论研究与实际应用中都取得了很多突破.超导领域至今已经诞生了数十位诺贝尔奖得主,有关超导的研究对整个物理学的发展起到了巨大的推动作用.本文将主要介绍超导发现的历史背景、以BCS理论为代表的超导微观机制、近些年铁基超导体的若干进展等等,最后举例阐述超导对于人类现代文明的重要意义.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】2页(P85-86)【关键词】超导;BCS理论;铁基超导体【作者】邹子晨【作者单位】北京市第十二中学,北京100071【正文语种】中文【中图分类】TM714在低温下，某些材料的电阻会突然降到零，这种现象被称为超导，意为“超级导体”。

超导是一种普遍存在的自然现象，至今已有数千种的超导材料被发现。

由于电流可以在超导体内无损耗地流动，因此超导现象在理论研究与实际应用中都有着非常重要的意义。

超导领域发展到现在，在各个方面都有着突破性的进展。

本文将就超导的相关历史背景、理论研究现状、近年来的一些进展、实际应用等方面做一个介绍[1-3]。

从19世纪末到20世纪初，低温物理学取得了突破性的进展，科学家通过不断改进实验技术，获得了4.25-1.15K的低温。

1911年，荷兰物理学家卡末林-昂内斯（Kamerlingh Onnes）教授为了研究温度对于金属电阻率的影响，观察低温下水银电导的变化，发现在4.2K附近，水银的电阻突然降到零，没有随温度渐变的过程，而且这个现象事实上与水银有没有杂质是无关的[4]。

物质的这种全新的状态被称为“超导态”。

1933年，德国物理学家迈斯纳（W. Meissner）和奥森菲尔德（R. Ochsenfeld）发现，除了零电阻的特点外，超导体内的磁感应强度总为零，即超导体具有完全的抗磁性，这个现象被后人称为迈斯纳-奥森菲尔德效应。

从铜氧化物超导体到铁基超导体

从铜氧化物超导体到铁基超导体超导材料是一种具有极低电阻的物质，电流能够在其中自由流动。

铜氧化物超导体是首个被发现的高温超导材料，它在液氮温度下显示出超导性。

然而，近年来，研究人员通过不断探索，发现了一类新型超导材料，即铁基超导体。

本文将探讨从铜氧化物超导体到铁基超导体的发展历程及其重要意义。

铜氧化物超导体的发现不仅是科学界的一大突破，也引发了人们对于超导机制的深入研究。

1986年，格奥尔格·贝德纳、约翰·贝克特和科普尔发现了第一个高温超导体，即YBCO（钇钡铜氧）。

这项发现让科学界大为惊讶。

传统的超导体在极低温度下才能表现出超导特性，而YBCO表现出了在液氮温度（77K）下就能超导的能力。

这一突破为科学家们揭示了高温超导的可能性，促使了对于超导机制的深入研究。

铜氧化物超导体的超导机制一直是超导研究领域的一个谜。

在20世纪80年代和90年代，科学家们提出了各种可能的超导机制，如BCS（巴斯-库珀-斯库特）理论、强耦合模型和自旋密度波模型等。

然而，对于铜氧化物超导体的超导机制，目前仍然没有一个完全被广泛接受的理论。

尽管如此，铜氧化物超导体的发现对于超导技术的应用意义重大。

铜氧化物超导体的高温超导性质为超导电力设备的制造提供了可能。

与传统超导体相比，它使用的制冷剂更为便宜和易得，并且更加环保。

这使得超导电力设备可以在更广泛的领域得到应用，为电力传输和储存领域的进一步发展提供了巨大的机遇。

然而，铜氧化物超导体也存在一些限制，如制备过程复杂、制备的样品质量难以控制等。

因此，科学家们继续寻求新的超导材料。

在2008年，人们又一次惊讶地发现了一种新型超导体，即铁基超导体。

铁基超导体的发现引起了科学界的轰动。

与铜氧化物超导体相比，铁基超导体的超导温度更高，这对于实际应用来说是一个巨大的优势。

铁基超导体的发现表明，铁元素在超导机制中可能起到了重要的作用。

不同于铜氧化物超导体，铁基超导体的超导机制较为清晰。

初中历史强国事迹

初中历史强国事迹中国近几年科技发展迅速，在很多领域做出了重大贡献，可以说，在经济发展和科技创新双向驱动已成为当今中国发展进步的重要标志。

中国大飞机：2017年5月5日是一个值得纪念的日子。

这一天，中国自主研制的C919大型民用客机试飞成功。

造岛神器：2017年11月3日，亚洲最大绞吸挖沙船“天鲲号”在江苏启东下水，相比之前的绞吸挖沙船，“天鲲号”能够在同一时间内将更多的泥沙送至更远的目的地。

以“天鲲号”为代表的新中国系列绞吸挖泥船现在是南海快速吹填造陆的主力军，在永兴岛、美济岛、永暑岛等8个岛礁建设中得到应用，依靠其强大的挖掘能力，打通了坚硬环礁口门，在不到20个月内吹填造岛近14平方公里、增加永陆面积17倍，创造了世人瞩目的中国速度。

5G的到来：2019年2月18日，“全国首个5G火车站”在上海虹桥站启动建设。

2019年3月30日，全国首个行政区域5G网络在上海建成，随着首个5G手机通话的拨通，上海也成为全国首个中国移动5G试用城市。

最后，我们要坚信科技强国的伟大目标，让科技强国的理念更加深入人心，让科技强国的伟大力量更加充分展现，最终让科技强国的宏伟蓝图早日实现。

1、首登月球暗面2019年1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。

此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆，首次月背与地球的中继通信，开启了人类月球探测新篇章。

2、港珠澳大桥港珠澳大桥是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程，位于中国广东省伶仃洋区域内，为珠江三角洲地区环线高速公路南环段，于2018年10月24日上午9时开通运营。

3、人造瀑布人造瀑布是贵州省贵阳市观山湖区烈变广场的一个城市景观，楼高121米，瀑布设计高度达到108米，也是全世界最高的人造瀑布。

4、渤海之眼“渤海之眼”摩天轮，位于山东潍坊，是当今世界上最高的无轴摩天轮。

2024湖南省高考政治真题卷及答案

2024湖南高考真题政治一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1.近代以来，为了民族独立和人民解放，数以万计的仁人志士失去了宝贵生命。

新中国成立前夜，开国元勋们为人民英雄纪念碑奠基……1949年10月1日，30万军民在天安门广场隆重举行开国大典，历史掀开了新的一页，新中国的诞生①推动了世界被压迫民族和被压迫人民争取解放的斗争②表明中国消灭了一切剥削制度，推进了社会主义建设③创造了向社会主义过渡的前提条件，改变了中国社会发展方向④极大地改变了世界政治力量的对比，开启了人类历史的新纪元A.①②B.①③C.②④D.③④2.党的十八届二中全会以来，我国许多领域实现历史性变革。

从坚持精准扶贫精准脱贫基本方略、打赢脱贫攻坚战实现近1亿农村贫困人口脱贫，到建成世界上规模最大的教育体系、社会保障体系、医疗卫生体系；从深化司法体制改革有力维护公平正义，到颁布新中国首部民法典护航人民美好生活……沉甸甸的成绩单，诠释了①破除制度障碍是我国取得一切成绩和进步的根本原因②伟大改革开放精神的弘扬是实现社会变革的直接动力③全面深化改革始终坚持以人民为中心的鲜明价值导向④中国共产党的领导和中国特色社会主义制度的优越性A.①②B.①③C.②④D.③④3.恩格斯在《自然辩证法》中指出，马克思的功绩在于，“第一个把已经被遗忘的辩证方法、它和黑格尔辩证法的联系以及差别重新提到人们面前，同时在《资本论》中把这个方法应用到一种经验科学即政治经济学的事实上去”。

以下理解正确的是①《资本论》第一次阐述了科学社会主义原理②唯物辩证法是马克思研究政治经济学的方法③黑格尔辩证法与马克思辩证法没有本质区别④马克思批判地吸收了黑格尔哲学的合理成分A.①③B.①④C.②③D.②④4.2024年4月12日，商务部等14部门印发的《推动消费品以旧换新行动方案》对外发布。

方案提出加大财政金融政策支持力度、完善废旧家电回收网络、优化家居市场环境等22条举措。