香港科技大學理論物理學家解開「伊辛超導體」特性之謎
14-12-2015
香港科技大學(科大)物理學系助理教授羅錦團的研究團隊,解釋物質在強力磁場下仍能保持超導性的複雜現象,協助荷蘭的科學家以理論闡釋實驗結果。這項雙方合作的發現於2015年11月12日在國際權威科學期刊《科學》(Science) 上發表。

超導性是一種量子現象,電子結合成雙,並在「零電阻」的情況下流動,然而強力的磁場會切斷電子之間的連結,破壞物質的超導性。當得悉荷蘭的研究人員發現二硫化鉬薄片在高達37特斯拉(Tesla)的磁場下仍能保持其超導性,羅教授與他的學生袁凡奇嘗試解釋這實驗結果,並成功解開謎團。

羅教授的研究團隊提出,二硫化鉬擁有特殊的晶體結構,令流動的電子要承受強達100特斯拉的內稟磁場。這種特殊的內稟磁場並不會破壞物質的超導性,反而能保護超導體內電子之間的連結,免受外在磁場破壞。研究團隊把這種超導體稱作「伊辛超導體」。他們亦推斷很多與二硫化鉬晶體結構相似的超導體,也屬於「伊辛超導體」。

羅教授的研究團隊亦指出,「伊辛超導體」可用於創造一種名為「馬約拉納費米子(Majorana fermions)」的新粒子。「馬約拉納費米子」將可能用於製造量子電腦。羅教授表示:「伊辛超導體還有很多有待發現的奇妙特質和應用。現在,我們理解某類物質為何能夠抵禦外來磁場的干擾,我們將會找出更多與二硫化鉬特性相近的物質。」羅教授亦與賓夕凡尼亞州立大學的研究團隊合作,發現單分子層二硒化鈮同屬於「伊辛超導體」,相關發現已在11月於國際權威物理期刊《自然物理》(Nature Physics) 發表。

羅教授於2011年加入科大物理學系。他在2003年於科大畢業,2008年於美國布朗大學取得博士學位,同時獲頒「Anthony Houghton Award for Theoretical Physics」獎項。他於2008年成為香港科技大學賽馬會高等研究院及麻省理工學院的首位聯合博士後研究員,並於2009至2011年作為裘槎博士後研究員在麻省理工學院任職。他於2014年獲頒科大理學院研究獎,並於2015年獲頒「裘槎前瞻科研大獎」。

羅錦團教授(左)與學生袁凡奇解開「伊辛超導體」特性之謎。

羅錦團教授(左)與學生袁凡奇解開「伊辛超導體」特性之謎。

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