于偉強(qiáng) 研究組 供稿?

近日，美國(guó)物理學(xué)會(huì)《物理》雜志對(duì)鉀鐵硒（KyFe2-xSe2）超導(dǎo)材料的研究進(jìn)展進(jìn)行重點(diǎn)報(bào)道，其中包含中國(guó)人民大學(xué)物理系于偉強(qiáng)、鮑威、陳根富、盧仲毅等幾個(gè)研究組的多項(xiàng)成果。此外，2011年5月13日出版《物理評(píng)論快報(bào)》(Phys. Rev. Lett. 106, 197001 (2011))還刊發(fā)了于偉強(qiáng)研究組關(guān)于鉀鐵硒超導(dǎo)材料的核磁共振研究成果。

1911年，荷蘭萊頓大學(xué)的Heike Kamerlingh-Onnes意外地發(fā)現(xiàn)，將汞冷卻到-268.98℃時(shí)，汞的電阻突然消失；后來他又發(fā)現(xiàn)許多金屬和合金都具有類似特性，由于它的特殊導(dǎo)電性能，被稱為超導(dǎo)態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)獲得了1913年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。零電阻效應(yīng)具有無損耗運(yùn)輸電流的性質(zhì)，這在國(guó)防、科研、工業(yè)上具有極大的意義。

2011年是超導(dǎo)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)一百年。百年來澄清超導(dǎo)機(jī)制、實(shí)現(xiàn)室溫（高溫）超導(dǎo)是幾代物理學(xué)家魂?duì)繅?mèng)縈的夢(mèng)想。上世紀(jì)八十年代發(fā)現(xiàn)了銅氧化物高溫超導(dǎo)材料。其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（電阻消失的溫度）達(dá)到高至約150K（約-123℃），但因?yàn)楦鞣N原因，其機(jī)理研究、實(shí)際應(yīng)用均受到一定制約。2007年鐵基高溫超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)，極大地推動(dòng)了銅氧化物高溫超導(dǎo)材料之后的又一輪研究熱潮，并成為當(dāng)前凝聚態(tài)物理研究的最熱點(diǎn)方向之一。2010年底我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一類新的鐵基高溫超導(dǎo)材料鉀鐵硒，這為高溫超導(dǎo)材料合成和機(jī)制研究提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

超導(dǎo)配對(duì)對(duì)稱性和自旋漲落與超導(dǎo)配對(duì)的關(guān)聯(lián)是超導(dǎo)機(jī)制研究的兩個(gè)核心問題。中國(guó)人民大學(xué)物理系于偉強(qiáng)教授研究組長(zhǎng)期專注于上述兩個(gè)問題的研究，得到了一系列研究成果，如Phys. Rev. B 81, 012503 (2010); 82, 180501 (2010); 83, 132501 (2011)等。最近，該研究組于偉強(qiáng)、馬龍等采用自行設(shè)計(jì)、組建的固體核磁共振系統(tǒng)，并利用陳根富教授研究組的高質(zhì)量單晶樣品，對(duì)KyFe2-xSe2和同類(Tl,Rb)yFe2-xSe2等高溫超導(dǎo)材料進(jìn)行了核磁共振研究，率先報(bào)道了2 K~500 K溫區(qū)的核磁共振實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

他們通過對(duì)Knight位移和自旋晶格弛豫率的研究發(fā)現(xiàn)，鉀鐵硒是一種自旋單態(tài)的超導(dǎo)體，但其軌道對(duì)稱性又不同于常規(guī)的s-波超導(dǎo)。另外，自旋晶格弛豫率表明，該超導(dǎo)材料的常規(guī)態(tài)在低溫下符合費(fèi)米液體行為，其低能自旋漲落很弱，但其贗能隙行為表明該系統(tǒng)可能存在高能的自旋漲落。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為從理論上研究這類材料的磁性元激發(fā)和理解高溫超導(dǎo)機(jī)制提供了重要實(shí)驗(yàn)依據(jù)。