钾掺杂二联苯的超导电性和相稳定性

2018-11-27

近日，中国科学院深圳先进技术研究院光子信息与能源材料研究中心钟国华副研究员与其合作者在有机超导体研究领域取得新进展。通过实验制备表征和理论模拟相结合的办法成功揭示了钾金属掺杂的二联苯有机化合物是一个新的超导体，
并指出了该超导相的稳定结构特征。相关研究成果以“钾掺杂二联苯的超导电性和相稳定性” 为题于2018年10月10日发表在的Physical Chemistry Chemical Physics上。（论文链接https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2018/cp/c8cp05184d）
高温超导是凝聚态物理领域的一个重要研究方向，研究人员致力于探索新颖的超导材料和超导现象去实现常温超导以期能够在能源、电子和信息领域发挥重要的作用。在众多材料中有机化合物被认为是最有可能实现室温超导的候选者之一，
且在钾金属掺杂的三联苯体系中已发现了超过120 K的超导现象，因此含苯型有机化合物被给予厚望。
为此，钟国华博士与其合作者实验制备了钾金属掺杂的二联苯化合物，深入研究了体系的抗磁特性，明显的迈斯奈效应表明材料是一种新的超导体，超导转变温度可以达到7.2 K；进一步，研究组通过理论计算分析了超导相的稳定性和结构，
清晰地揭示出了该超导相的原子结构特征。尽管在该材料中超导转变温度没有达到室温，也没有超过钾掺杂三联苯的120 K，但是研究人员在一个更小的含苯有机体系中观察到了超导现象，这为研究有机超导体的超导机理和机制提供了新的标本，
也为探索高温超导体指出了新的路径。
该研究得到国家自然科学基金和深圳市基础研究项目等项目的资助支持。

图1.钾金属掺杂二联苯体系的磁化率随温度的变化规律（左），超导相的原子结构特征（右）。