铁基超导：物理学中的“超新星”(2)
2008年2月23日，日本西野秀雄研究小组报道了在氟掺杂的镧-铁-砷-氧体系中存在26 K的超导电性。中国科学家得知消息后在第一时间里合成了该类材料并开展了物性研究，其中中科院物理所和中国科大的研究人员采用稀土替代方法获得了一系列高质量的样品，惊喜地发现其临界温度突破了40 K，优化合成方式之后可以获得55 K的高临界温度。新一代高温超导家族——铁基高温超导体就此诞生。
在随后几年里，新的铁基超导体系不断被发现，典型母体如镧-铁-砷-氧、钡-铁-砷、锂-铁-砷、铁-硒等，这些材料几乎在所有的原子位置都可以进行不同的掺杂而获得超导电性。铁基超导家族成员数目粗略估计有3000多种(许多还尚待发现)，可谓是目前发现的最庞大的超导家族。
作为继铜基超导体之后的第二大高温超导家族，铁基超导体具有更加丰富的物理性质和更有潜力的应用价值。它和铜基超导体存在“形似而神不似”的关系，总体来说，铁基超导体更像是介于铜基超导体和传统金属超导体之间的一个桥梁。有了这道桥梁，高温超导研究之路已经不再是空中楼阁，而是有径可循了，高温超导的微观机理的神秘面纱正在缓缓揭开。
在应用方面，铁基超导体更加容易被加工成线材和带材，而其可承载的临界磁场/临界电流和铜基超导体相当，甚至有可能更优越。当然，制备铁基超导材料对制备工艺和使用安全方面提出了更高的要求。在超导的弱电应用方面，铁基超导还处在刚刚起步阶段，相对已经趋于成熟的铜基超导弱电应用还有很大差距。
突破常规的发现
在含铁的化合物中寻找到高温超导电性是一件突破常规的事情，因为通常认为铁的磁性会极大地破坏超导。然而出乎人们意料的是，铁砷化物母体中掺杂磁性离子如钴和镍反而会诱发超导电性，铁基超导的发现证明磁性和超导其实完全可以“和平共处”，新超导体的发现往往就在打破常规之处。
实际上，早在1990年，镧-铁-磷-氧材料就已经被德国科学家发现，到了2000年，具有同样晶体结构的稀土-铁砷化物也被成功制备。遗憾的是，他们没有进一步用氟替代掺杂，与新超导体的发现只能擦肩而过，而西野秀雄等人准确地把握住了这个机会。类似地，中国科学家利用稀土替代效应而成功突破“麦克米兰极限”，也是凭借常年研究超导养成的敏锐洞察力，从而在第一时间把握重要机遇。
正是由于中国科学家的努力推动，铁基超导步入高温超导大家族，极大地吸引了全世界研究者的目光。在已发现的10种左右铁基超导体系中，中国科学家独立发现了其中4种。在近两年，中国科学家还发现高温超导其实并不需要太复杂的结构，只需在特殊基片上生长薄薄一层铁-硒原子层就可以实现60 K以上的高温超导。可以说，铁基超导的研究加速了高温超导机理的解决进程，使得人们完全有理由相信在不久的将来，室温超导可以被实现并被广泛应用。到那时，我们生活的世界将出现翻天覆地的变化。
【责任编辑】庞 云 (罗会仟)
在随后几年里，新的铁基超导体系不断被发现，典型母体如镧-铁-砷-氧、钡-铁-砷、锂-铁-砷、铁-硒等，这些材料几乎在所有的原子位置都可以进行不同的掺杂而获得超导电性。铁基超导家族成员数目粗略估计有3000多种(许多还尚待发现)，可谓是目前发现的最庞大的超导家族。
作为继铜基超导体之后的第二大高温超导家族，铁基超导体具有更加丰富的物理性质和更有潜力的应用价值。它和铜基超导体存在“形似而神不似”的关系，总体来说，铁基超导体更像是介于铜基超导体和传统金属超导体之间的一个桥梁。有了这道桥梁，高温超导研究之路已经不再是空中楼阁，而是有径可循了，高温超导的微观机理的神秘面纱正在缓缓揭开。
在应用方面，铁基超导体更加容易被加工成线材和带材，而其可承载的临界磁场/临界电流和铜基超导体相当，甚至有可能更优越。当然，制备铁基超导材料对制备工艺和使用安全方面提出了更高的要求。在超导的弱电应用方面，铁基超导还处在刚刚起步阶段，相对已经趋于成熟的铜基超导弱电应用还有很大差距。
突破常规的发现
在含铁的化合物中寻找到高温超导电性是一件突破常规的事情，因为通常认为铁的磁性会极大地破坏超导。然而出乎人们意料的是，铁砷化物母体中掺杂磁性离子如钴和镍反而会诱发超导电性，铁基超导的发现证明磁性和超导其实完全可以“和平共处”，新超导体的发现往往就在打破常规之处。
实际上，早在1990年，镧-铁-磷-氧材料就已经被德国科学家发现，到了2000年，具有同样晶体结构的稀土-铁砷化物也被成功制备。遗憾的是，他们没有进一步用氟替代掺杂，与新超导体的发现只能擦肩而过，而西野秀雄等人准确地把握住了这个机会。类似地，中国科学家利用稀土替代效应而成功突破“麦克米兰极限”，也是凭借常年研究超导养成的敏锐洞察力，从而在第一时间把握重要机遇。
正是由于中国科学家的努力推动，铁基超导步入高温超导大家族，极大地吸引了全世界研究者的目光。在已发现的10种左右铁基超导体系中，中国科学家独立发现了其中4种。在近两年，中国科学家还发现高温超导其实并不需要太复杂的结构，只需在特殊基片上生长薄薄一层铁-硒原子层就可以实现60 K以上的高温超导。可以说，铁基超导的研究加速了高温超导机理的解决进程，使得人们完全有理由相信在不久的将来，室温超导可以被实现并被广泛应用。到那时，我们生活的世界将出现翻天覆地的变化。
【责任编辑】庞 云 (罗会仟)