「伊辛超导体」特性的研究出现突破

 

CoverPage_IsingSuperconductivity_SC物理学专家阐释复杂现象背后的理论

香港科技大学物理学系的理论物理学家发表论文,阐释超导体(superconductor)在强力磁场下仍能保持超导性(superconductivity)的现象,就多名荷兰科学家提出但尚未解开的实验谜团提出理论解释。

科大与荷兰团队的研究结果于2015年11月12日在国际权威科学期刊《科学》(Science)上发表。
[DOI:10.1126/science.aab2277].(http://m.sciencemag.org/content/early/2015/11/11/science.aab2277.abstract)

超导性是一种量子现象,当电子结合成双,便能在「零电阻」的情况下流动。然而,强力磁场可切断电子的结合,破坏物质的超导性。荷兰研究团队发现,二硫化钼(MoS2)薄片在高达37特斯拉(Tesla)的磁场下仍能保持其超导性,并把有关结果交予罗锦团教授的团队。其后,罗教授和学生袁凡奇经过仔细研究后作出推论。

罗教授的团队提出,二硫化钼薄片的晶体结构能使物料内流动的电子接触到约100特斯拉的强力内禀磁场。这种特殊的内禀磁场不会破坏物质的超导性,而是抵御超导电子的结合,免受外在磁场的破坏。研究团队把这种超导体称作「伊辛超导体」。根据他们的推断,其他不少晶体结构与二硫化钼相似的超导体,也可归类为「伊辛超导体」。

此外,伊辛超导体可用于创造一种名为「马约拉纳费米子(Majorana fermions)」的新粒子。「马约拉纳费米子」有潜力应用于组建量子电脑。罗教授表示︰「『伊辛超导体』有不少奇妙特性和崭新应用,尚待我们日后探索。」

罗教授指出︰「现在我们已明白为何某类物质能够抵御外在磁场的干扰,因此未来我们将继续寻找与二硫化钼特性相近的物质。」事实上,罗教授与美国宾夕法尼亚州立大学的实验科学家并肩合作,发现二硒化铌(NbSe2)的单层亦是一种伊辛超导体。他们的研究成果已于《自然物理学》(Nature Physics)期刊上发表 (DOI: 10.1038/NPHYS3538)。

罗锦团教授于2011年加入科大物理学系。他在2003年于科大毕业,在2008年于美国布朗大学取得博士学位,同时获颁Anthony Houghton Award for Theoretical Physics的殊荣。在2008年,罗教授成为香港科技大学赛马会高等研究院及麻省理工学院的首位联合博士后研究员,其后在2009年至2011年任职麻省理工学院,担任裘槎博士后研究员。此外,罗教授在2014年获颁科大理学院研究奖,以及在2015年获颁「裘槎前瞻科研大奖」,表彰其于科研领域的成就。