化学所科研人员在有机超导体研究中取得重要进展

    时间:2018-01-25 字体大小[]

      1964年,美国科学家Little理论预测有机化合物具有超导电性,并且其超导转变温度可达到室温,这极大地激发了研究者们对有机超导体的研究热情。第一个有机超导体(TMTSF)2PF6 TMTSF = tetramethyl-tetraselenafulvalene发现于二十世纪八十年代,发展至今,有机超导体主要有三大类类似(TMTSF)2PF6的有机电荷转移盐基于碳材料的超导体有机并苯类化合物的超导体。由于有机超导体具有低维性、强的电子-电子相互作用以及电子-声子相互作用等特性,在有机超导体中观察到了三维量子效应自旋液体行为等新奇的物理现象。为了追求更高超导转变温度的超导材料,寻找新的有机超导体材料体系仍然是超导研究重要的目标。  

      最近,在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下,化学研究所有机固体院重点实验室和物理研究所超导国家重点实验室的研究人员合作发现具有如图1所示结构的Cu-BHT薄膜的电阻在0.25 K以下降到了零(如图2a所示),进入超导态,在交流磁化率测试中观测到的抗磁转变(图2b)以及比热测试中观测到的相变(图2c),证实了Cu-BHT是转变温度为0.25 K 的超导体。同时,利用STEM直接观测到Cu-BHT的原子像(如图2g,h所示),证实了其完美的Kagome结构。这种Kagome格子可能导致了Cu-BHT在低温下的自旋涨落行为(如图2d所示)。虽然超导转变温度较低,但Cu-BHT是第一个金属有机配位聚合物超导体,其出现扩展了有机超导体的材料体系,为有机超导体的研究提供了新的可能性;而在Cu-BHT中观测到的低温下的自旋扰动也预示着Cu-BHT中可能出现更多新奇的量子凝聚态。相关成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.2018,57(1), 146-160  

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