美发现铜酸盐超导性改变原因

　　记者高博

　　本报讯 美国康奈尔大学的科学家发现，高温超导体铜酸盐中的原子距离变化可导致其超导临界温度不同，这一发现为研制更高温的超导体带来启示。研究论文发表于5月4日的《美国国家科学院报》上。

　　超导体是零电阻的导体，大多数超导体在接近绝对零度时才有超导性。相对而言，铜酸盐无需那么冰冷，其超导临界温度在零下248摄氏度到零下125摄氏度。它是一种掺杂的铜氧化物，掺杂方式不同，临界温度也变化很大，人们一直不知道原因。在大多数铜酸盐晶体中，五个氧原子呈金字塔型围绕一个铜原子。有理论认为，掺杂改变了晶体结构，使金字塔顶的氧原子下移或偏移，改变了其电子与金字塔底的电子的互动，从而改变了铜酸盐的超导性。

　　为验证这一观念，康奈尔大学研究人员让一个持续的波贯穿铜酸盐晶体以改变晶体结构，并给晶体加上电信号。依靠可测量亚原子尺度的隧道扫描显微镜，研究者观察到，在顶端氧原子被“压低”之处，电子配对加强了。而超导理论认为，电子配对出现可表明晶体具备超导性。

　　研究者确认，不论是在晶体的哪个位置，电子配对更可能发生在掺杂物原子的邻近处。综合以上事实可知，掺杂原子“挤压金字塔”是铜酸盐超导性改变的原因。