中国科大陈仙辉小组发现新的铁基超导材料

记者从中国科学技术大学获悉，该校合肥微尺度物质科学国家实验室陈仙辉教授研究组发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物(Li0.8Fe0.2)OHFeSe，其超导转变温度高达40 K(零下233.15摄氏度)以上，并确定了该新材料的晶体结构。相关成果在线发表在12月15日的《自然——材料》上。

铁基高温超导体是目前凝聚态物理领域的研究热点，铁硒(FeSe)类超导体以其诸多独特的性质被认为是研究铁基超导机理的理想材料体系。尤其是近期报道的生长于钛酸锶衬底上的铁硒单层薄膜的零电阻转变温度高达100 K以上，更加激起了科学家们的浓厚兴趣。

然而，对于铁硒类超导材料，目前研究较为广泛的碱金属插层铁硒类化合物，其复杂的结构和性质使得研究其内在物理机制变得非常困难。而铁硒单层薄膜以及通过液氨等低温液相插层方法合成的化合物，在空气中极不稳定，无法深入研究其物理性质。为了能够深入探究铁基高温超导的物理机制，亟须寻找新的具有高的超导转变温度且在空气中稳定的、适合物理测量的铁硒类超导材料。

陈仙辉研究组首次利用水热反应方法，成功发现了这种新的铁硒类超导材料锂铁氢氧铁硒化合物。该材料由铁硒层和锂铁氢氧层交替堆垛而成，铁硒层和锂铁氢氧层之间由极其微弱的氢键相连。他们与美国国家标准技术研究所中子研究中心黄清镇博士以及中国科大吴涛教授等几个研究组合作，精确确定了该新材料的晶体结构。测量表明，该新超导材料在低温约8.5 K存在反铁磁序，并与超导电性共存。

专家称，这是首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料，为相关体系新超导体的探索提供了新思路。同时，该新超导体所具有的高超导转变温度、空气中稳定等优点，为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想的材料体系。