良好的振动使硼化镁成为模型超导体

今年三月初，日本研究人员在《自然》杂志上描述了他们对一种新的、意想不到的高温超导体——硼化镁（MgB₂）的发现。这种材料此后引起了极大的关注，这在很大程度上是因为它制造成本低廉、易于操作，并且在 39 K 的温度下具有超导性，这比任何其他含金属的超导体都要温暖得多。

直到最近，物理学家还无法解释MgB₂如何在比理论预测高出约 33% 的温度下变成超导体。但是《物理评论快报》上的两篇独立论文现在给出了一个引人注目的答案：材料晶格中的振动及其导电电子同步运动，使电子可以毫无阻碍地穿过晶格——就像一对舞伴在精心编排的排舞中躲避其他夫妇连接的手臂一样。

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阿贡国家实验室的雷·奥斯本及其同事在 7 月 2 日的《PRL》中报告说，MgB₂ 中飞速掠过硼原子的电子很容易“拨动”晶格，就像吉他弦一样。由此产生的振动使得两个电子形成所谓的库珀对，然后该库珀对在材料中无阻力地传播。今天《PRL》上，来自美国国家标准与技术研究所的杰夫·林恩和塔内尔·伊尔迪里姆及其同事的另一篇报告证实了早期的工作。他们进一步展示了晶格振动与导电电子之间耦合的完美程度。事实上，时机如此完美，科学家们说很难调整这种材料以提高其超导温度。