新型量子功能体系的物性表征及其材料探索

超导是一个宏观量子现象，具有零电阻和完全抗磁双重特性。利用这些性质以及约瑟夫森效应，超导技术在电力、能源、交通、医疗、微弱信号检测等方面得到了广泛的应用。常规的超导电性起源于电子和声子间的耦合，由于电声子耦合常数的限制，传统的超导材料临界温度Tc很低，使得超导技术的应用仍受到极大的限制。1996年，铜氧化物中高温超导电性的发现掀起了全世界研究高温超导的热潮，2008年高温超导电性在铁基材料中的发现是超导领域近年来最重大的突破。中国科学家在高温超导材料探索领域做出了卓越的贡献，并因此两度摘得国家自然科学一等奖。高温超导电性不能被传统的电声子耦合理论解释，其机理问题涉及到复杂的微观量子多体相互作用，被誉为凝聚态物理中“皇冠上的明珠”。对高温超导机理的研究不仅能够加深人类对微观量子世界的认识，更为重要的是对于探索具有更高Tc的超导材料和超导技术更广泛的应用都有非常重要的指导意义。