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2011年01月24日15:20 | 中國發展門戶網 www.chinagate.cn | 給編輯寫信 字號：T|T

關鍵詞： 2010科學發展報告 2010 科學發展報告 中國科學院院士 

中國科學院物理研究所超導國家重點實驗室周興江研究小組及其合作者利用超高分辨率的真空紫外激光角分辨光電子能譜分析技術, 在對銅氧化物高溫超導體的電子結構研究中取得重要進展。他們在實驗上不僅直接觀察到費米口袋(Fermi pocket)的存在, 而且觀察到費米口袋和費米弧 (Fermi arc)的共存。中國科學院物理研究所超導國家重點實驗室周興江研究員以“高溫超導體研究取得重要進展——在銅氧化物高溫超導體中直接觀察到費米口袋”為題，在《2010科學發展報告》上撰文對上述成果做了簡要介紹。

文章首先指出銅氧化物高溫超導體的發現,對凝聚態物理提出了許多根本性而又極具挑戰性的重要問題。高溫超導體在少量載流子摻入的欠摻雜區域存在“贗能隙”。在傳統超導體中,超導能隙只有在材料進入超導態(Tc以下)才打開；但在銅氧化物高溫超導體的欠摻雜區域，在Tc以上一定的溫度范圍，已經有所謂的贗能隙打開。理解贗能隙的本質及其與超導電性的關系，對理解高溫超導機制具有至關重要的作用。

高溫超導體的母體在少量載流子摻入后的欠摻雜區域，其費米面應具有的拓撲形狀是理解高溫超導體奇異物性的最基本的問題。在理論上,不同的理論框架預言費米面的拓撲形狀可能是大的費米面、費米弧或者是費米口袋。在實驗上,近期的一系列量子振蕩實驗, 表明在欠摻雜樣品中可能存在費米口袋。

周興江研究員等通過采用真空紫外激光角分辨光電子能譜測得的欠摻雜Bi2201高溫超導體的費米面發現，強信號的主費米面與弱費米面相交形成一個封閉的費米口袋。他們還通過在超導溫度以上和以下分別測得的費米面以及費米面上對應的電子能譜曲線獲得的能隙信息發現了費米口袋和費米弧共存的現象。實驗觀察到的費米口袋為空穴型, 它的面積大小與樣品的摻雜濃度相對應。這些結果，加上費米口袋在布里淵區中的位置以及獨特的摻雜演變，對確立欠摻雜區域費米面的形狀和檢驗已有的各種理論提供了重要的信息。

文章最后指出費米口袋和費米弧在正常態的共存對理解高溫超導體奇異正常態的性質, 檢驗和建立新的理論，具有重要的推動作用。（摘自中國科學院“科學發展報告”課題組撰寫的《2010科學發展報告》）

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