高温超导体

中国科技网讯 据物理学家组织网9月12日（北京时间）报道，由多伦多大学物理学家领导的国际研究小组利用透明胶带首次在半导体内诱发出了高温超导现象。这一方法为研制可用于量子计算机和提升能效的新型设备铺平了道路。相关论文发表在9月11日出版的《自然—通讯》杂志上。 高温超导是一种物理现象，通常指一些具有比其他超导物质更高临界温度的物质在液氮环境下产生的超导现象。而高温超导体是指无需加热就能够在液氮温度下导电且不会损失能量的材料，其通常也指在液氮温度以上超导的材料。它们目前被用于低损耗输电，并可作为量子计算机等下一代设备的基础构件。 人们在1911年发现超导体的时候，就被其奇特的性质，即零电阻、反磁性和量子隧道效应所吸引。但在此后长达75年的时间内，所有已发现的超导体都只能在极低的温度下才显示超导。另外，只有特定的铁化合物和铜氧化物才显示出高温超导特性，但铜氧化物却具有完全不同的结构以及复杂的化学组成，使其无法与一般的半导体相结合，因此这种化合物的实际应用也深受限制，而探索它们所能产生的新效应也变得尤为重要。例如，观察材料的邻近效应，即一种材料中的超导性会引发其他邻近的普通半导体也能产生超导现象。由于基本的量子力学要求两种材料要进行近乎完美的接触，因此上述情况很难发生。 研究小组负责人、该校的物理学家肯尼斯·博奇谈道：“通常情况下，半导体和超导体之间的交界面材料需经过复杂的生长过程才能形成，制造的工具也要比人的头发更为精细。而这个界面正是此次试验中透明胶带的附着地。”研究团队使用了透明胶带和玻璃载片来放置高温超导体，使其接近一种特殊类型的半导体——拓扑绝缘体。拓扑绝缘体能像大部分的半导体一样，其表面十分具有金属质感，允许电荷移动。这是因为在拓扑绝缘体的内部，电子能带结构和常规的绝缘体相似，其费米能级位于导带和价带之间。而在拓扑绝缘体的表面存在一些特殊的量子态，这些量子态位于块体能带结构的带隙之中，从而允许导电。因此也在这种新奇的半导体内首次诱发了高温超导现象。（记者 张巍巍） 总编辑圈点： 透明胶带和高温超导，这两个看似风牛马不相及的东西，却神奇地联系到了一起，让我们不得不惊叹科学家的非凡想像力。超导技术作为21世纪的宠儿，其发展、应用和普及将在世界能源方面发挥不朽的作用，将为世界免去大量不必要的边缘耗散。如果这些能量被合理利用，对人类的发展不可谓不大。超导材料的普及必将是一场材料大革命，其意义并不会亚于其他科技革命。而文中所述的研究发现，或将超导材料的应用普及引入“快车道”。 《科技日报》（2012-9-13 一版）

2012年06月29日 来源： 中国科技网 作者： 常丽君 本报讯在 某些超导体中，运动电子的性质极为奇特。它们好像比真空中的自由电子重1000倍，但同时电子运动却是毫无阻力的。据物理学家组织网近日报道，美国普林斯顿大学领导的一项最新研究显示，产生这种现象是由于“量子纠缠”的过程，该过程决定了晶体中运动电子的质量。这一发现有助于人们理解超导性的成因，并有望在提高电网效率、加快计算速度等方面获得应用。相关论文发表在近日出版的《自然》杂志上。 将电子冷却到超低温形成某种固体物质时，这些极轻的粒子就会增加质量，好像变成了重粒。把它们冷却到接近绝对零度时，这种固体就有了超导性。其中的电子尽管很重，却能毫无阻力地流动，不会浪费任何电能。 研究小组还包括洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）和加州大学欧文分校的科学家，他们利用专门设计的低温扫描隧道显微镜（STM）拍摄晶体中的电子波。晶体经过了处理，表面包含一些原子瑕疵。他们将温度降低到实验需要，观察到了电子波纹，这些波纹围绕着瑕疵之处扩散开来，就像在池塘里投入石头散开的涟漪。 “这是首次获得重电子形成的精确画面。在降低温度时，我们看到晶体中的运动电子演变成了更重的粒子。”领导该研究的普林斯顿大学物理学教授阿里·雅兹达尼说。他们通过直接拍摄的电子波图像，不仅看到了电子质量是怎样增加的，还看到了重电子是由两个纠缠电子构成的复合体。 他们还把实验观察和理论计算数据进行了对比，解释了电子为何会出现这种性质。由于量子纠缠，电子糅合两种截然相反的行为。在晶体中，重电子产生于两个行为相反的电子的纠缠，其中一个被困住绕着一个原子，而另一个在各个原子之间自由地跳跃。 研究人员解释说，量子力学原理控制着微小粒子的行为，形成了量子纠缠，这一过程决定了晶体中运动电子的质量。轻微调整这种纠缠，就能极大地改变材料的性质。而纠缠度是决定重电子形成和进一步冷却时行为表现的关键。调整晶体的成分或结构，就能调整纠缠度和电子重量。如果让电子太重，它们就会被冻成磁化状态，黏在每个原子旁边，以相同的方向自旋。但如果只是轻微调整，让电子获得合适的纠缠数量，这些重电子就会在冷却时变成超导体。“我们的研究证明了，只有当处在‘迟缓’和‘迅速’这两种行为的边界时，才能获得超导性。这是最有利于产生重电子超导性的条件。”雅兹达尼说。 许多磁性材料在它们的成分或晶体结构发生了微妙改变之后，变成了超导体。哈佛大学理论物理学家苏伯·萨奇戴伍说，该实验有助于揭开高温超导的秘密，理解这种磁性和超导性之间的转变，即量子临界点，有助于解释物质为何会具有超导性。（常丽君） 《科技日报》（2012-06-29 二版）

2011年04月29日 来源： 科技日报 作者： 刘霞　　本报讯（记者刘霞）据美国物理学家组织网4月28日（北京时间）报道，美国科学家使用自主设计的、精确的原子逐层排列技术，构造出了一个超薄的超导场效应晶体管，以洞悉绝缘材料变成高温超导体的环境细节。发表于当日出版的《自然》杂志上的该突破将使科学家能更好地理解高温超导性，加速无电阻电子设备的研发进程。　　普通绝缘材料铜酸盐在何种情况下从绝缘态跃迁到超导态？这种跃迁发生时，会发生什么？这些问题一直困扰着物理学家。探究这种跃迁的一种方法是，施加外电场来增加或减少该材料中的自由电子浓度，并观察其对材料负载电流能力的影响。但要想在铜酸盐超导体中做到这一点，还需要构建成分始终如一的超薄薄膜以及高达100亿伏/米的电场。　　美国能源部物理学家伊万·博若维奇领导的布鲁克海文薄膜研究小组之前曾使用分子束外延技术制造出这种超导薄膜，该技术在一次制造一个原子层时还能精确控制每层的厚度。他们最近证明，用分子束外延方法制造出的薄膜内，单层酮酸盐能展示出未衰减的高温超导性，他们用该方法制造出了超薄的超导场效应晶体管。　　作为所有现代电子设备基础的标准场效应晶体管内部，一个半导体材料将电流从设备一端的“源”电极运送至另一端的“耗”电极；一个薄的绝缘体则作为第三电极“门”电极负责控制场效应晶体管。当在绝缘体上施加特定的门电压时，该门电极会打开或关闭。但没有已知的绝缘体能对抗诱导该酮酸盐内部高温超导性所需的高电场，因此，标准场效应晶体管的设计并不适用于高温超导场效应晶体管。　　博若维奇团队用一种能导电的液体电解质来分离电荷。当朝电解液施加外电压时，电解质中的正电荷离子朝负电极移动，负电荷离子朝正电极移动，但当到达电极时，离子会突然停止移动，就像撞到“南墙”一样。电极“墙”负载的等量相反电荷之间的电场能超过100亿伏/米。　　新研制的超导场效应晶体管中，高温超导体化合物模型（镧-锶-铜-氧）的临界温度可达30开氏度左右，为其最大值的80%，是以前纪录的10倍。科学家可使用该晶体管来研究与高温超导性有关的物理学基本原理。　　超导场效应晶体管的应用范围很广泛。基于半导体的场效应晶体管能耗大，而超导体没有电阻也无能耗。另外，原子逐层排列制造出的超薄结构也使科学家能更好地使用外电场来控制超导性。　　博若维奇表示，这仅仅只是一个开始，高温超导体还有很多秘密有待探寻，随着其神秘“面纱”逐一揭开，将来能制造出超快节能的高温超导体。　　 总编辑圈点：　　辛亥革命爆发、乔治五世加冕、普利策逝世……这是历史书上的1911年。但同年，一个平常的4月天里，荷兰一所实验室内人类首次发现了超导体，于今恰好百年。这种进入超导态就会电阻趋0的材料，尚未露真容，却承载了一个世纪的无热损和强磁场之梦，直接涉及超导电性的诺奖就有4起，1987年临界温度的速提甚至成为了科技史之奇迹。于是，人们谈起那年4月的荷兰小城，会说：超导百年，对人类社会的影响，不亚于和它同年发生之事。

在极端高压下变成金属态的氢元素极可能是室温超导体2013年08月08日 来源： 科技日报 作者： 罗会仟http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130807/051375868865125_change_wtt3837_b.jpg图为超导悬浮滑板http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130807/051375868865125_change_wtt3836_b.jpg生活中处处都是超导材料，如铝、钙、锡、铅等，一些非金属材料在高压下也是超导体，如硅、硫、磷等。 科幻电影《阿凡达》不仅仅给我们带来了3D的震撼视觉享受，也为我们构想出了一个奇幻美丽的潘多拉世界。其中最令人难忘的场景莫过于一座座悬浮在云端的哈利路亚山，山上爬满粗壮的藤蔓，还有壁挂飞天的瀑布和神秘的大鸟，神奇的哈利路亚悬浮山还时常在空中发生移动！ 究竟是什么神秘的力量能够悬空“托起”这一座座大山呢？电影中解释道，是因为山中蕴藏着一种叫做“Unobtanium”的神奇室温超导矿石，它借助母树附近的强大磁场悬托起了哈利路亚山。为了掠夺这种奇珍异宝，疯狂的人类甚至不惜一切代价欲摧毁那威人的家园。 那么，什么是超导材料？它为何有如此强大的磁悬浮力量？我们现实中的地球是否存在室温超导体呢？ 超导的力量 一块超导板甚至可以悬浮起相扑选手 超导，顾名思义就是超级导电的意思。超导材料具有许多独特的电、磁、热等物理特性，其中最典型的就是当降到足够低温度（该温度点称作超导临界温度）的时候，超导材料的电阻会突然变为零，假如在超导环中诱导出电流的话，电流将永久环流而几乎不衰减，而且也不会有任何发热现象。如果将超导体置于磁场环境下，超导感应电流的存在将使超导体内自动形成一个如“金钟罩”、“铁布衫”一样的屏蔽磁场，这有效抵消了外界磁场，导致超导体内磁场为零。这便是超导体的另一种特性——完全抗磁性。 超导体对外磁场的“抗拒”会产生作用力，同时磁场对超导体也存在反作用力，而且越靠近磁体，该作用力增加得越多，因此将超导体置于磁场上方的合适高度就可以达到抗磁力与重力的平衡，从而把超导体悬浮在空中——这就是超导磁悬浮的原理。尽管悬浮现象在生活中比比皆是，但来自完全抗磁性的超导磁悬浮无疑是最强的悬浮力量之一，一块见方大小的超导板甚至可以悬浮起重量级的相扑选手。 超导的条件 临界温度“低得可怜” 超导材料具有如此奇特的物理性质，它们很罕见吗？其实生活中处处都是超导材料，因为元素周期表中的大部分单质金属元素都是超导体，如铝、钙、锡、铅等，一些非金属材料在高压下也是超导体，如硅、硫、磷等。可是生活中却很少用到它们的超导特性，关键问题在于要实现超导，就必须将温度降到超导临界温度之下。遗憾的是，金属单质和合金超导体的临界温度都低得可怜。 例如1911年发现的第一个超导体——金属汞的临界温度在4K（热力学温标，相当于-269℃）左右，可以说它已经接近宇宙中的最低温度——绝对零度0K（-273℃），直到1986年以前，科学家发现的最高临界温度的超导体是Nb3Ge（中文名铌三锗），也仅为23K（-250℃）。要达到如此低的温度，用空调、冰箱来制冷是绝对不行的，它们顶多到-100℃左右，这需要依赖昂贵的液氦来制冷，就算在科研实验中也存在诸多局限，更何况大规模应用到生活中。 一个预言曾让高温超导研究陷入迷茫 超导体的零电阻和抗磁性让人们对其应用充满渴望，因为它将大大节约电力传输和使用过程中的损耗、可以提供持续稳定的强磁场、实现安全快捷的高速磁悬浮运输等等。因此，寻找到更高超导临界温度的超导体，乃至室温（300K或25℃左右）下的超导材料，势必将对人类未来的生活带来翻天覆地的革新。 1957年，物理学家巴丁、库伯和施里弗成功建立理论解释了传统金属单质和合金中的超导现象。他们认为：实现超导的关键在于低温下材料中的电子会“两两牵手配对”并且所有电子对能够和谐一致地运动，从而相互抵消了各自运动过程的能量损耗而实现超级导电的目的。据此理论，人们预言超导临界温度将不可能超越40 K(-233℃)，这个预言曾经一度让寻找更高临界温度的超导体之路陷入迷茫。 超导的希望 高温超导家族正在壮大 然而实验物理学家并没有放弃对更高转变温度超导体的探索。功夫不负有心人，1986年，IBM的工程师柏诺兹和穆勒在La-Ba-Cu-O陶瓷材料中发现了35K(-238℃)的超导电性。随后，华人科学家朱经武、吴茂坤以及中国科学家赵忠贤等人发现了具有93K(-180℃)超导的Y-Ba-Cu-O体系。最终，这类铜氧化物超导体最高临界温度提高到了165K(-108℃)附近，从而被称为高温超导体(这里的高温，只是相对常规金属超导体的低超导临界温度而言的)。 高温超导体的临界温度迈入了液氮温区，大大降低的研究和应用成本。然而，高临界温度只是超导应用中的重要指标之一，为大规模应用，超导材料还需要具有良好的可塑性和承载大电流的本领等，为寻找到更多更适合应用的超导材料，科学家加快了超导探索的脚步，陆续发现了许多超导新家族。例如：2001年，日本科学家发现临界温度高达39K的MgB2超导体；2008年，日、中、美、德等多国科学家在铁砷族化合物中发现55K以上的超导电性，这类超导体被称为铁基超导体，是个极其庞大的家族。 氢元素被“寄予厚望” 如今，超导体的种类已经覆盖各种金属、合金、非金属化合物、氧化物，乃至有机物等多种物质形态，似乎暗示“条条大路通超导”。随着诸多新超导体的不断涌现，超导研究领域高潮迭起，人类对超导的不断深入认识也极大地推进了现代基础物理的前沿研究，人们对室温超导体的发现更加充满期待和厚望。 从理论上，已经预言在极端高压下的氢元素将变成金属态，它就极可能是室温超导体。从实验上，人们在各种化学形态物质开展深入探索和研究，已经在寻找更高临界温度超导体积累了丰富的经验。 相信在不久的将来，只要我们不断努力前行，现实中的哈利路亚山——室温超导体也许不再是梦想。到那时，你或许可以用超导磁悬浮技术在云彩之中练瑜伽或在悬空的“白云”沙发上酣睡，那是何等地惬意和美妙！（文·罗会仟） （作者系中科院物理研究所理学博士，中科院物理研究所副研究员，主要从事高温超导体的中子散射研究。本文转自蝌蚪五线谱网站） 《科技日报》（2013-8-8 五版）

科学网2007年6月8日讯 高温超导研究的一个终极目标就是要找到在常温下具有超导特性的材料。如果能够实现，人类将在多个领域广泛受益。最近，科学家又朝着这个目标迈进了一步。他们发现，临界高温超导材料具有类似金属的特性。这一成果有望加深科学家对于超导现象和整个超导理论的理解。相关论文发表在5月31日的《自然》杂志上。1911年，利用液氦的低温，科学在-269°C时发现了超导电性现象。具有超导特性的物体自身电阻为零，而且磁场不能穿过。不过，超导现象只能在极低的温度下发生，这大大限制了它在能量传输和医学成像等方面的应用。 1987年，研究人员得到了所谓的“高温超导材料”，它们的临界温度高于77K（-196°C）。这与常温相比还是很低的，到目前为止，高温超导材料的临界温度纪录是138K（-135°C）。高温超导材料的发现大大激发了科学家进一步寻找常温超导材料的热情，不过，由于受一些基础性问题的困扰，相关研究屡屡受挫，其中很重要的一个问题就是超导材料中的电子运动。 在最新的研究中，来自法国国家科学研究中心（CNRS）脉冲磁场国家实验室（National Laboratory for Pulsed Magnetic Fields）的研究人员与加拿大Sherbrooke大学的科学家一道，观测到了临界高温超导体的“量子振动”。他们在极低的温度下（1.5K—4.2K），将实验样品置于62特斯拉（地磁场强度的100万倍）的超强磁场之中，结果发现，磁场破坏了样品的超导状态，而恢复到常态的样本由于受磁场的影响，表现出了电阻的振动。鉴于这种振动正是金属的特性，研究人员认为，他们所研究的临界高温超导样品中电子的运动方式与一般金属类似。 研究人员为了这个结论，足足等了20年。它无疑将加深人们对于临界高温超导电性的认识，此外，新的发现也有助于一些超导理论脱颖而出，为构建新的理论打下坚实的基础。

2012年10月02日 08:59 新浪科技 http://i2.sinaimg.cn/IT/2012/1002/U5385P2DT20121002084835.jpg　　悬浮中的超导体：物理学家们对于超低温超导，即所谓“标准超导”背后的原理已经基本搞清，但是对于“高温超导”领域，比如室温环境下如何实现超导的原理仍然知之甚少　　新浪科技讯 北京时间10月2日消息，最近科学家们在室温超导研究方面取得了一项发现，这一结果如果得到证实，将大大加快无损远距离输电和磁悬浮列车的研制的进程。　　尽管物理学家们已经搞清楚了在超低温超导，即所谓“标准超导”，比如零下275摄氏度低温环境下实现超导背后的原理，在“高温超导”领域，比如在高出绝对零度140度的环境下如何实现超导的原理仍然知之甚少。研究人员们仍然不清楚为何这些“温暖”的物质可以实现零电阻导电，科学家们也无法知道在相对高温的环境下，如室温环境下物质是否可以实现超导。而这正是此次的这项发现所要解答的。　　根据一份发表在《先进材料》杂志上的文章，价格便宜且容易获取的石墨粉似乎显示出超导特性的信号。并且这一切并不需要价格昂贵的低温冷却设备——让石墨粉显示超导性所需的材料仅仅是一盆水即可。　　德国来比锡大学的帕布罗·艾斯奎纳兹(Pablo Esquinazi)和其它物理学家最先于2012年发表在arXiv网站上的一篇文章中探讨了石墨的超导性。这些石墨材料中的一部分表现出约瑟夫逊效应，也就是在隔绝两块超导体之间的障碍中形成电子隧道的现象。这一效应说明这些石墨样本中包含具有超导特性的区域。　　艾斯奎纳兹表示：“基于这项工作，以及在过去3年间我们所做的工作，我们坚信这其中蕴藏着超导区域的可能性是存在的。”为了验证这种想法，研究人员用水处理石墨粉：他们将其与水混合23小时，将其取出过滤，并在100摄氏度环境中干燥。随后他们将这一经过水处理的石墨粉样本在改变的磁场环境中进行实验，观察其反应。　　石墨和其它一些材料在此之前便代表着室温超导研究的希望。在过去也曾有一些文章报告在经过硫或氧处理后的石墨粉中检测到微弱的，间接的超导信号。但是没有任何人，包括报告这些现象的科学家们，没有任何人能够真正制造出一个室温环境下的超导体——一种符合教科书定义的真正的超导体——可以实现零电阻导电的特性。　　然而超导体还有其它一些特征：一种材料。当其温度低于某一阈值，并经历某种相变时一般就会显示出超导性。而约瑟夫逊效应也是超导性的另一种信号，除此之外还有麦士纳效应，一般也被称为“反磁性”。当暴露于外部磁场中时，超导体会会推开这一磁场，从而阻止该磁场通过材料体内部。而超导体内部的磁场会比外部磁场更弱一些。这一特性让超导体得以悬浮半空，同时在外部磁场中形成可探测到的变化，同时也提供了一种对于超导性的可探测性信号。　　物理学家们此次正是利用了这一特点：他们将经过处理的石墨粉置于变化中的外部磁场，并测量其反磁性特征。结果显示样本的一小部分确实显示出超导性特征，但是这样的比例非常小，大约仅占0.01%。　　这样的比例可是一点都不让人感到振奋。艾斯奎纳兹表示：“这样的量实在太少了，这让我们很难进行进一步的研究。然而这一实验中给出了这样一种理念，那就是任何材料都可能在室温下实现超导，尤其是那些便宜而又容易获取的材料，如石墨和水。这一点具有重要意义。”　　加州大学圣迭戈分校物理学家伊凡·舒尔(Ivan Schuller)表示：“如果你能制造出一种零电阻材料，而且这种材料的原料非常容易获取，制造出来之后也不需要将其用液氮冷却。超导材料可以改变能量的传导量，将列车悬浮半空，还有其它很多很多事情。”它们迅速且高效的导电能力将让远距离无损输电甚至手持式电子设备从中受益。但是很难想象超导体被应用于电网结构之中，因为当下的超导技术还需要在低温下进行，而电网或是你的电脑是不太可能经常浸泡在液氮之中的。而如果石墨粉这样一种便宜而容易获得的材料果真能在室温下实现超导，那么这将彻底革新我们的现有技术。　　舒尔表示：“可以说，这一发现一旦证实，就将是一项重大发现。但问题就在于这究竟是不是真实的。这一点首先需要进行科学的判定。”舒尔认为由于这项发现意义重大，因此它更加需要更多的证据。研究人员目前还尚未能展示出这些样本具备了零电阻的特性，转变温度，甚至是约瑟夫逊效应。这些石墨粉样本所展示出的目前还仅仅是轻微的反磁性而已。　　舒尔表示：“这一现象必须在同样的样本中被重现，然后是从实验室的不同样本之间进行验证，再然后是在不同的实验室中进行验证。科学家们必须相互讨论和争论，以便最终确认这究竟是否真实。这就是科学运作的方式。如此一来，或许会有人得出正确的结论。”　　著名物理学家，美国斯坦福大学荣誉退休教授特雷多·加布雷尔(Theodore Geballe)同意这样的说法，即：当涉及室温超导问题时，仍然存在诸多的不确定性，仍然有很多工作需要去完成。尽管此次石墨粉材料表现出了初步的超导特性，他的意见是“在它们被证实之前，需要进行确认工作。我希望在本次报告之后就会有所突破，但是我对此一点都不感到乐观。”　　事实上，研究人员自己也认为石墨粉室温超导材料的研究还需要更多的证据才能得出结论。艾斯奎纳兹表示：“其它人必须进行相类似的实验并最终证明这一超导现象是确实存在的。这是一项非常精细的实验，信号非常微弱。”在此之后，他本人的研究小组将致力于增加石墨材料中具有超导属性的部分所占比重，并以此实现对其属性性质的分析。他说：“这样一来，如果这些超导材料的性质在室温下表现的足够好，足够稳定，这将是一场革命。我们真的只是刚刚起步。”(晨风)

科技日报 2012年03月30日 星期五 本报讯（记者刘霞）据物理学家组织网3月29日（北京时间）报道，科学家们使用中子散射，首次对二维费米液体进行了研究，结果发现了一类新的波长非常短的密度波（高温超导性就源于这类密度波动）。科学家们认为，电子等费米液体可能也存在同样的现象，因此，最新发现有望推动高温超导理论的发展，也有助于科学家们理解金属和中子星的成分。研究发表在3月28日出版的《自然》杂志上。 费米液体由相互作用力很强的费米粒子（包括夸克子、电子、质子和中子等）组成。费米子广泛存在于原子核、金属、半导体和中子星内。费米液体也是科学家们用来建模并解释原子甚至亚原子粒子之间复杂的相互作用（这类互作用受到名为“量子多体物理学”的量子力学的支配）的两类量子液体之一。 费米子也满足泡利不相容原理，即两个以上的费米子不能出现在相同的量子态中，这就使得费米子系统相当复杂。因此，尽管另一类由胶子、光子等玻色子组成的量子液体的物理学基础已被科学家破解，但费米液体一直是个未解之谜。 在最新研究中，来自法国国家科学研究院（CNRS）、芬兰阿尔托大学、美国橡树岭国家实验室、纽约州立大学布法罗分校和奥地利约翰开普勒林茨大学的科学家们通过中子散射，首次对一份费米液体中波长非常短的元激发进行了直接观察。在研究中，中子被集中在一层原子厚的氦-3上，在地球上，氦-3比氦-4（用于氢气球和宇宙飞船中）少见，其在接近绝对零度时的行为就像费米液体。 使用这种散射技术，科学家们观察到了高频率的、波长非常短的密度波——零声波振荡。科学家们认为，在费米氦液体中发现这些振荡非常有意思，因为如果能在由电子组成的费米液体中观察到这类高频密度振动，这将有望让高温超导领域大大受益。 该研究团队接下来打算对该费米子氦系统的属性进行调查，随后再对电子液体进行调查。 该研究的领导者、法国国家科学研究院凝聚态物理学专家亨利·郭德弗瑞表示：“如果费米子电子系统也拥有同样的属性，这会让研究电子系统的科学家深感兴奋，而且，我们的最新发现也表明，电子液体有可能拥有同样的属性。这是量子液体领域的一个重大发现，会对量子多体物理学产生重要的影响，尤其有助于科学家们理解金属和中子星的成分。” 总编辑圈点： 尽管经过了编译加工，费米液体展示出新密度波这样的内容仍然非常生涩难懂，但如果由此实现高温超导，必将成为与核技术一样引领人类历史的发现。这便是基础科学研究的特点：尽管多数时候难以被理解和默默无闻，却是认识自然现象、揭示规律并获取新知识、新原理、新方法的必由之路，其衍生出的发明创造已经涵盖了现代文明的每个角落。从类似消息中，我们既要喝彩新的发现，更要看到竞争，多问问自己做得怎么样。

铜氧化物材料中的超导电性自1986年发现以来，其超导机制就一直是人们关心的中心问题。这类材料的一个普遍特性是在超导转变温度TC以上很宽的温度范围内有赝能隙及费米弧的存在，而对这些现象的正确理解是寻找超导配对机理的重要方面。目前通过角分辩光电子谱（ARPES）和扫描隧道显微镜（STM）等重要的谱学手段得到的对赝能隙与超导能隙的认识尚不一致，主要存在着两种不同的观点：一是单能隙或预配对观点，即赝能隙起源于超导预配对，另一则是两能隙观点，即赝能隙的起源与超导电性无关。 对于经典BCS超导体的研究，Giaever的平面型隧道结曾发挥了重要作用。通过隧道谱，人们可以方便地确定超导能隙、电子态密度、准粒子寿命以及导致配对的电声相互作用（有效声子谱）等重要参数。Bi2Sr2CaCu2O8+δ本征约瑟夫森结是目前质量最好的铜氧化物材料的平面型隧道结，此类结是以晶体内的CuO2双层作为电极、BiO/SrO作为隧道势垒层所形成（见图一中的插图），因此可以避免所有外在的实验不确定因素，提供各种稳定、重复的温度依赖的测量，但早期利用此类隧道结进行的研究受到了自热效应的影响，以致测量的本征隧道谱出现严重的变形。 最近，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）赵士平研究组和王楠林研究组、顾长志研究组合作，优化了Bi2Sr2CaCu2O8+δ本征约瑟夫森结表面层的接触并将结的面积减小到深亚微米尺度，从而成功解决了自热效应，获得了多种掺杂的Bi2Sr2CaCu2O8+δ材料在全温区的本征隧道谱（图一）。采用隧道实验中常用的处理方法对这些隧道谱的分析发现，在T* 温度赝能隙出现后，随着温度的降低，超导能隙会在某个温度Tc0开始打开，其中Tc0明显高于超导转变温度Tc，而超导能隙随温度的变化与d-波BCS能隙规律完全符合。这些结果也得到了零压电导随温度的变化规律的证实。分析给出了超导态与赝隙态的基本参数（图二），同时表明在动量空间赝能隙主导反节点区域，而超导能隙主导节点区域。随着温度下降到Tc0，超导配对首先出现在节点附近的费米弧上，到了Tc以下，超导配对由节点区逐渐扩展到反节点区，最后在远远低于Tc时形成全费米面的d波超导能隙。计算也得到了超导相由于准粒子和库柏对的有限寿命所导致的费米弧，其中弧长对温度显示了常见的线性依赖关系。 这些结果为高Tc超导电性的探索提供了新的实验事实 【详见Sci. Rep. 2, 248（2012）】。 上述研究得到国家自然科学基金委、科技部和中国科学院相关项目的资助。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201205/W020120517361959073689.png图一、不同掺杂的Bi2Sr2CaCu2O8+δ超导体的本征电子隧道谱，插图为晶体内部隧道结的形成情况。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201205/W020120517361959086333.png图二、超导和赝隙态的(a)特征温度和(b)能隙随掺杂的变化，插图为2Δs/kTc0值。http://www.cas.cn/images/fj.gifEnergy gaps in Bi2Sr2CaCu2O8＋δ cuprate superconductors

[font='calibri'][size=18px][color=#000000]　[/color][/size][/font][font='calibri'][size=18px]7月22日，韩国量子能源研究所等机构的研究人员在预印本网站arXiv上[/size][/font][font='calibri'][size=18px]发布两篇论文[/size][/font][font='calibri'][size=18px]，[/size][/font][font='calibri'][size=18px]他们通过在铅-磷灰石晶体中掺入铜元素[/size][/font][font='calibri'][size=18px]合成的“LK-99”材料具备超导性，超导临界温度在127摄氏度左右，而且在常压下就具备超导性。[/size][/font][align=left][font='calibri'][size=18px] 韩国团队宣称的成果引起科学界极大关注的同时，也受到不少学者的质疑；[/size][/font][/align][align=left][size=18px][font='calibri'] 印度国家物理实验室和中国北京航空航天大学的团队开展的两项独立的实验合成了“LK-99”，但没有观察到超导的迹象；[/font][/size][/align][align=left][size=18px][font='calibri'] 中国[/font][font='calibri']东南大学教授孙悦发布“室温超导复现实验-全流程”实验视频，视频中表示无超导磁悬浮现象[/font][font='calibri']，但[/font][font='calibri']在110 K(-163.15 ℃)以下，常压观测到LK-99材料出现零电阻；[/font][font='calibri'][/font][/size][/align][align=left][font='calibri'][size=18px] 14日中科院物理所发布了题为《那些年室温超导的疑云后来都怎么样了》的文章，对近期“LK-99”事件进行总结，截至目前所有宣称过的室温超导材料均处于未被验证或争议状态，但是学界[b][color=#cc0000]对于室温超导持续探索是有意义的，这是工程学的期盼，也是科学的追求[/color][/b]，从元素超导体到铜基到铁基超导体，我们对超导的认识正在一步一步深入。随着实验技术的进步和基础理论的突破，未来会有更多的“室温超导材料”出现。[/size][/font][/align][align=left][size=18px][/size][/align][align=left][/align][align=left][/align][align=left][/align]

是不是在超导体的外面三个方向都再加线圈，让它产生三个方向的梯度磁场，如果梯度大的话说明仪器产生的梯度变化大，所得到的结果就就应该显著。那么到底梯度磁场有多大呢？它不应该影响超导体的净磁场，但是太小又不能发挥作用，想知道对于被测样品，静磁场和梯度磁场的大小关系。

1、【题名】(必填)：Ba(FeCo)As单晶和非中心对称超导体RuB材料制备和物理性质研究【作者】(必填)：方磊【杂志全称或缩写】(必填)：博士论文【年份，卷（期），起止页码】(必填)：2009【全文链接】(必填)：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y1621641.aspx2、【题名】(必填)：高温超导体的单晶制备及正常态输运性质研究【作者】(必填)：罗会仟【杂志全称或缩写】(必填)：博士论文【年份，卷（期），起止页码】(必填)：2009【全文链接】(必填)：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y1621652.aspx3、【题名】(必填)：LaSrCuO单晶生长与物性研究及Fe基新超导体的探索【作者】(必填)：慎晓丽【杂志全称或缩写】(必填)：博士论文【年份，卷（期），起止页码】(必填)：2008【全文链接】(必填)：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y1621613.aspx4、【题名】(必填)：LaSrCuO超导单晶体的浮区法生长及其本征电子相相关实验研究【作者】(必填)：申彩霞【杂志全称或缩写】(必填)：博士论文【年份，卷（期），起止页码】(必填)：2007【全文链接】(必填)：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y1624291.aspx5、【题名】(必填)：YFeO磁光晶体的生长与性能研究【作者】(必填)：申慧【杂志全称或缩写】(必填)：博士论文【年份，卷（期），起止页码】(必填)：2009【全文链接】(必填)：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y1614948.aspx

各位高手： 请问有没有做高温超导体材料的（BiSrCaCuO)，有没有用ems或jems模拟过bscco的高分辨图像和电子衍射花样的。请各位高手给予指点，提供模拟方法与参数设置。不胜感激，谢谢！！！

如题~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~··

是超导体的尺寸还是纯度还是配方啊？为什么之前磁体要依赖进口呢？

中科院以“三个面向”为线索，在系统梳理改革开放40年来广大科研人员取得的众多重大科技成果基础上，发布面向世界科技前沿成果15项、面向国家重大需求成果15项、面向国民经济主战场成果10项。　　习近平总书记在庆祝改革开放40周年大会上，指出40年来“科技创新和重大工程捷报频传”。[url=http://www.861718.com]仪商网[/url]www.861718.com　　40年来，中科院恪守国家战略科技力量的定位，坚持“面向世界科技前沿，面向国家重大需求，面向国民经济主战场”，积极部署和组织开展科学技术创新活动，积极建议和承担国家重大科技任务，取得一系列重大科技成果，为我国科技进步、经济社会发展和保障国家安全作出了重大创新贡献。　　在这40项标志性重大科技成果中，面向世界科技前沿的15项重大科技成果包括高温[url=http://www.861718.com/zixun/search.php?kw=%E8%B6%85%E5%AF%BC%E4%BD%93]超导体[/url]研究、拓扑物态领域系列研究、粒子物理与核物理研究等；面向国家重大需求的15项重大科技成果包括载人航天与探月工程的科学与应用、北斗卫星导航系统系列卫星研制、空间科学实验系列卫星等；面向国民经济主战场的10项重大科技成果包括黄淮海科技会战和渤海粮仓科技示范工程、煤炭清洁高效利用核心技术和工业示范、非线性光学晶体研究及装备研制等。　　据悉，40项标志性重大科技成果经中科院学术委员会审核通过，已收录于《改革开放先锋 创新发展引擎——中国科学院改革开放四十年》一书。一 面向世界科技前沿（15项）1 高温超导体研究超导电性是荷兰科学家卡莫林昂纳斯（H. Kamerlingh Onnes）在1911年发现的。指某些材料在其临界温度以下表现出电阻为零和完全抗磁性的现象，相应的材料称为超导体。临界温度高于传统理论认为的“麦克米兰极限”（40K）的超导体被称为高温超导体。探索和发现新型高温超导体特别是液氮温区以上的超导体并研究其物理机制是各国科学家们长期追求的目标。[align=center][img]http://www.861718.com/member/kindeditor/attached/image/20181225/20181225032653_42620.png[/img][/align]1987年，物理所在铜氧化物超导体的研究中作出了重大贡献，独立发现了液氮温区铜氧化物超导体，并首次在国际上公布其元素组成为Ba-Y-Cu-O。获1989年度国家自然科学奖一等奖。2008年，中国科大和物理所在铁基超导体研究方面先后在国际上首次突破了麦克米兰极限温度，分别发现43K的SmFeAsO1-xFx超导体、41K的CeFeAsO1-xFx超导体和系列50K以上的REFeAsO1-xFx及REFeAsO1-x（RE=稀土元素）超导体，并创造55K的超导体临界温度纪录。确定铁基超导体为新一类高温超导体，并在物理性质研究方面取得重要成果，具有潜在应用价值。获2013年度国家自然科学奖一等奖。中科院在国际上仅有的两次高温超导研究重大突破中，都作出了先驱性和开创性贡献，在该领域多个方面发挥了引领作用，持续推动国际高温超导研究发展。2 拓扑物态领域系列研究物理所在拓扑物态领域取得一系列国际领先的研究成果。2009年，理论发现Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族三维拓扑绝缘体，并获实验验证，成为最为广泛研究的拓扑绝缘体材料体系。2010年，理论提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3等拓扑绝缘体薄膜是实现量子反常霍尔效应的最佳体系，获2011年度中国科学院杰出科技成就奖。2013年，与清华大学合作在世界上首次实验观测到“量子反常霍尔效应”，验证了理论方案。2012—2014年，理论预言并实验发现了两个狄拉克半金属Na3Bi和Cd3As2，将凝聚态中电子态的拓扑分类从绝缘体推广到了半金属，发现了新物态——拓扑半金属态。2015年，理论预言TaAs家族材料是外尔半金属，并首次实验证实了其中手性电子态——外尔费米子的存在。该研究被英国物理学会《物理世界》评为“2015年十大突破”，被美国物理学会《物理》评为“2015年八大亮点工作”。2018年1月，入选美国物理学会《物理评论》系列期刊诞生125周年纪念论文集，是收录的49项重要科学成就中唯一来自中国本土的工作。2017年，理论预言并首次实验发现了三重简并点半金属WC家族材料，发现其中的三重简并费米子型准粒子激发，为在凝聚态物质中探索非常规费米子激发提供了新思路、新方法。[align=center][img]http://www.861718.com/member/kindeditor/attached/image/20181225/20181225032654_31211.png[/img][/align]2018年，首次在铁基超导体铁碲硒材料中发现了拓扑超导表面态，并在该材料中发现了零能的马约拉纳束缚态，对构建稳定的、高容错、可拓展的未来量子计算机的应用具有重要意义。3 粒子物理与核物理研究中科院依托相关国家重大科技基础设施并牵头重大国际合作，在强子物理、核物理、中微子物理、高能量前沿等方面取得一系列具有国际影响力的科学成果。1990年以来，高能所依托北京正负电子对撞机（BEPC）、北京谱仪（BES）实验精确测量了τ轻子质量及R值，发现了X(1835)新粒子。2013年，北京谱仪Ⅲ实验发现了“四夸克物质” Zc(3900)，是对传统夸克模型中物质只含2个或3个夸克的重大突破，在美国物理学会《物理》评出的当年度物理学领域11项重要成果中位列榜首。[align=center][img]http://www.861718.com/member/kindeditor/attached/image/20181225/20181225032654_66667.png[/img][/align]1992年，利用兰州重离子研究装置，上海原子核所（现“上海应物所”）获得了新核素铂-202，这是中国科学家首次合成的新核素。20世纪90年代以来，近代物理所合成了34种新核素，首次高精度测定一批短寿命原子核质量，建成国际核质量数据评估中心。这些新核素的产生是中国科学家在远离稳定线核的合成和研究中取得的重大成果。2011年，上海应物所在参加RHIC-STAR核物理国际合作研究中，与美国科学家合作，为首次发现迄今最重的反物质粒子——反氦核，发挥了关键作用。2012年，由高能所牵头的国际合作研究团队在大亚湾反应堆中微子实验发现了中微子振荡新模式，精确测得中微子混合角θ13值，标志着我国中微子实验研究从无到有步入世界前列。该成果入选美国《科学》 2012年十大科学突破，获2013年度中国科学院杰出科技成就奖、2016年度国家自然科学奖一等奖、2016年度国际基础物理学突破奖。由高能所牵头的中国研究团队在2012年欧洲核子中心大型强子对撞机国际合作实验中，为发现希格斯粒子及其性质研究作出了直接贡献。4 有机分子簇集和自由基化学研究物理有机化学是有机化学的理论基础，主要涉及结构、介质和化学特性、物理特性之间的关系。上海有机所经过近20年努力，围绕物理有机化学前沿领域两个重要方面——有机分子簇集和自由基化学，进行了深入系统的研究。获2002年度国家自然科学奖一等奖，填补了该奖项此前连续4年的空缺。[align=center][img]http://www.861718.com/member/kindeditor/attached/image/20181225/20181225032654_91037.png[/img][/align]有机分子簇集和自卷研究成果，对在分子水平上理解某些生命现象及设计治疗动脉粥样硬化疾病的药物具有重要理论启示。自由基化学研究建立了当时国际上最完整、最可靠的反映取代基自旋离域能力的参数，被国际同行认为是里程碑式的工作。这两个方面涉及有机化合物的结构效应和介质效应，是物理有机化学研究的核心内容之一。5 [url=http://www.861718.com/zixun/search.php?kw=%E7%BA%B3%E7%B1%B3]纳米[/url]科技创新在纳米表征领域，1988年，化学所研制出我国第一台集计算机控制、数据分析和图像处理系统于一体的扫描隧道显微镜（STM）和我国第一台原子力显微镜（AFM），奠定了我国纳米科技研究的物质基础。2001年，中国科大在国际上首次利用低温STM获得能够分辨碳-碳单键和双键的C60单分子图像，并于2013年在国际上首次实现了亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像，获2014年度中国科学院杰出科技成就奖。2013年，国家纳米中心利用AFM技术在国际上首次实现了对分子间氢键的直接成像，为化学界争论了80多年的“氢键本质”问题提供了第一个直观证据。在纳米材料与器件领域，物理所、金属所等单位在碳纳米管的制备、纳米结构及其物性调控、表面纳米化等方面，20多年来产出了一批国际引领性成果，促进了该领域的研究和发展。2017年，上海微系统所联合相关企业设计出低功耗、长寿命、高稳定性的钪-锑-碲（Sc-Sb-Te）新型高速相变材料，对于我国突破国外技术壁垒、自主开发存储器芯片具有重要意义。化学所基于长期基础研究，发展了纳米绿色印刷的完整产业链技术，并于2016年建成世界首条免砂目纳米绿色印刷版材示范线。[align=center][img]http://www.861718.com/member/kindeditor/attached/image/20181225/20181225032902_30853.png[/img][/align]在纳米催化领域，2011年，大连化物所在国际上首次制备出Pt/FeOx单原子催化剂，并提出了单原子催化新概念，入选美国化学会2016年度十大科研成果。2014年，基于纳米限域催化新概念，首创甲烷无氧制烯烃和芳烃催化过程，实现一步高效转化，获2015年度中国科学院杰出科技成就奖。6 人工合成生物学研究继1965年我国在国际上首次人工合成牛胰岛素（获1982年度国家自然科学奖一等奖）之后，1981年11月，由上海生化所、上海细胞所、上海有机所、生物物理所和院外相关单位组成的联合攻关团队，历时13年，在国际上首次人工合成了包含76个核苷酸的酵母丙氨酸转移核糖核酸完整分子。该成果获1987年度国家自然科学奖一等奖，对揭示生命起源和核酸在生物体内的作用意义重大，为进一步了解遗传和其他生命现象、研制和应用多种核酸类药物奠定了理论基础，标志着我国在该领域进入世界先进行列。2018年8月，分子植物科学卓越创新中心采用合成生物学“工程化”方法和高效使能技术，以单细胞真核生物酿酒酵母（天然含有16条线型染色体）为研究材料，在国际上首次人工创造出仅含单条染色体的真核细胞。这是继人工合成牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸之后，我国科学家再一次利用合成科学策略回答了生命科学领域的重大基础问题，将加深人类对生命本质的认识。[align=center][img]http://www.861718.com/member/kindeditor/attached/image/20181225/20181225032902_27186.png[/img][/align]7 非人灵长类模型与脑连接图谱研究[align=center][img]http://www.861718.com/member/kindeditor/attached/image/20181225/20181225032902_94321.png[/img][/align]　　脑科学与智能技术卓越创新中心在非人灵长类模型与脑连接图谱研究方面取得一系列重要原创成果。2017年年底在国际上率先攻克非人灵长类动物体细胞核克隆这一世界性难题，11月27日世界上首个体细胞克隆猴“中中”诞生，12月5日第二个克隆猴“华华”诞生。这是继1997年英国克隆羊“多莉”后克隆生物技术领域的又一重大突破，将有力促进生命科学基础研究和转化医学研究，为探究众多复杂疾病机理、建立有效诊治和干预手段及新药创制带来光明前景。　　2016年，该卓越创新中心在世界上首次建立了携带人类自闭症基因的非人灵长类动物模型——食蟹猴模型，构建了非人灵长类自闭症行为学分析范式，为观察自闭症的神经科学机理研究提供了一扇重要窗口，为深入研究自闭症的病理与探索可能的治疗干预方法奠定了重要基础。　　2016年，该卓越创新中心成功绘制了更精确的人脑功能分区图谱，即人类脑网络组图谱，突破100多年来传统脑图谱绘制的瓶颈，提出了“利用脑连接信息绘制脑图谱”的思想，第一次建立了宏观尺度上的活体全脑连接图谱，为实现脑科学和脑疾病研究的源头创新提供了重要基础。更多成果请看www.861718.com[url=http://www.861718.com]仪商网[/url]

上海交通大学23日宣布，物理系李贻杰教授领导的科研团队历时3年，采用独特的技术路线，成功研发一整套具有我国自主知识产权的百米级第二代高温超导带材，实现了国内超导带材领域的新突破。　　国产百米级第二代高温超导带材像一层薄膜，金属基带的宽度为1厘米、厚度为80微米，而用于传输超导电流的稀土氧化物超导层的厚度还不到1微米。与传统的铜导线相比，相同横截面积超导带材的载流能力是铜导线的几百倍。

固体物理学是研究固体物质的物理性质、微观结构、构成物质的各种粒子的运动形态，及其相互关系的科学。它是物理学中内容极丰富、应用极广泛的分支学科。 固体通常指在承受切应力时具有一定程度刚性的物质，包括晶体和非晶态固体。简单地说，固体物理学的基本问题有：固体是由什么原子组成？它们是怎样排列和结合的？这种结构是如何形成的？在特定的固体中，电子和原子取什么样的具体的运动形态？它的宏观性质和内部的微观运动形态有什么联系？各种固体有哪些可能的应用？探索设计和制备新的固体，研究其特性，开发其应用。 在相当长的时间里，人们研究的固体主要是晶体。早在18世纪，阿维对晶体外部的几何规则性就有一定的认识。后来，布喇格在1850年导出14种点阵。费奥多罗夫在1890年、熊夫利在1891年、巴洛在1895年，各自建立了晶体对称性的群理论。这为固体的理论发展找到了基本的数学工具，影响深远。 1912年劳厄等发现 X射线通过晶体的衍射现象，证实了晶体内部原子周期性排列的结构。加上后来布喇格父子1913年的工作，建立了晶体结构分析的基础。对于磁有序结构的晶体，增加了自旋磁矩有序排列的对称性，直到20世纪50年代舒布尼科夫才建立了磁有序晶体的对称群理论。 第二次世界大战后发展的中子衍射技术，是磁性晶体结构分析的重要手段。70年代出现了高分辨电子显微镜点阵成像技术，在于晶体结构的观察方面有所进步。60年代起，人们开始研究在超高真空条件下晶体解理后表面的原子结构。20年代末发现的低能电子衍射技术在60年代经过改善，成为研究晶体表面的有力工具。近年来发展的扫描隧道显微镜，可以相当高的分辨率探测表面的原子结构。 晶体的结构以及它的物理、化学性质同晶体结合的基本形式有密切关系。通常晶体结合的基本形式可分成：高子键合、金属键合、共价键合、分子键合(范德瓦耳斯键合)和氢键合。根据 X射线衍射强度分析和晶体的物理、化学性质，或者依据晶体价电子的局域密度分布的自洽理论计算，人们可以准确地判定该晶体具有何种键合形式。 固体中电子的状态和行为是了解固体的物理、化学性质的基础。维德曼和夫兰兹于1853年由实验确定了金属导热性和导电性之间关系的经验定律；洛伦兹在1905年建立了自由电子的经典统计理论，能够解释上述经验定律，但无法说明常温下金属电子气对比热容贡献甚小的原因；泡利在1927年首先用量子统计成功地计算了自由电子气的顺磁性，索末菲在1928年用量子统计求得电子气的比热容和输运现象，解决了经典理论的困难。 布洛赫和布里渊分别从不同角度研究了周期场中电子运动的基本特点，为固体电子的能带理论奠定了基础。电子的本征能量，是在一定能量范围内准连续的能级组成的能带。相邻两个能带之间的能量范围是完整晶体中电子不许可具有的能量，称为禁带。利用能带的特征以及泡利不相容原理，威耳逊在1931年提出金属和绝缘体相区别的能带模型，并预言介于两者之间存在半导体，为尔后的半导体的发展提供理论基础。 贝尔实验室的科学家对晶体的能带进行了系统的实验和理论的基础研究，同时掌握了高质量半导体单晶生长和掺杂技术，导致巴丁、布喇顿以及肖克莱于1947～1948年发明晶体管。 固体中每立方厘米内有10² ² 个粒子，它们靠电磁互作用联系起来。因此，固体物理学所面对的实际上是多体问题。在固体中，粒子之间种种各具特点的耦合方式，导致粒子具有特定的集体运动形式和个体运动形式，造成不同的固体有千差万别的物理性质。 汉密尔顿在1839年讨论了排成阵列的质点系的微振动；1907年，爱因斯坦首先用量子论处理固体中原子的振动。他的模型很简单，各个原子独立地作同一频率的振动；德拜在1912年采用连续介质模型重新讨论了这问题，得到固体低温比热容的正确的温度关系；玻恩和卡门同时开始建立点阵动力学的基础，在原子间的力是简谐力的情况下，晶体原子振动形成各种模式的点阵波，这种波的能量量子称为声子。它对固体的比热容、热导、电导、光学性质等都起重要作用。 派尼斯和玻姆在1953年提出：由于库仑作用的长程性质，固体中电子气的密度起伏形成纵向振荡，称为等离子体振荡。这种振荡的能量量子称为等离激元。实验证明，电子束通过金属薄膜的能量损耗来源于激发电子气的等离激元。考虑到电子间的互作用，能带理论的单电子状态变成准电子状态，但准电子的有效质量包含了多粒子相互作用的效应。同样，空穴也变成准粒子。在半导体中电子和空穴之间有屏蔽的库仑吸引作用，它们结合成激子，这是一种复合的准粒子。 在很低的温度，由于热扰动强度降低，在某些固体中出现宏观量子现象。其中最重要的是开默林-昂内斯在1911年发现金属汞在4.2K具有超导电性现象，迈斯纳和奥克森菲尔德在1933年又发现超导体具有完全的抗磁性。以这些现象为基础，30年代人们建立了超导体的电动力学和热力学的理论。 后来，伦敦在1946年敏锐地提出超导电性是宏观的量子现象，并预言磁通是量子化的。1961年果真在实验上发现了磁通量子，实验值为伦敦预计值的一半，正好验证了库珀提出的电子配对的概念。弗罗利希在1950年提出超导电性来源于金属中电子和点阵波的耦合，并预言存在同位素效应，同年得到实验证实。 1957年巴丁、库珀和施里弗成功地提出超导微观理论，即有名的BCS理论。50年代苏联学者京茨堡、朗道、阿布里考索夫、戈科夫建立并论证了超导态宏观波函数应满足的方程组，并由此导出第二类超导体的基本特性。继江崎玲於奈在1957年发现半导体中的隧道效应之后，加埃沃于1960年发现超导体的单电子隧道效应，由此效应可求得超导体的重要的信息。不久，约瑟夫森在1962年预言了库珀对也有隧道效应，几个月之后果然实验证实了。从此开拓了超导宏观量子干涉现象及其应用的新领域。

美国科学家使用激光控制住一些超冷冻原子，测出了费米气体（一般被认为是物质的第六种状态）的黏性。结果表明，费米气体可以被用做“标度模型”，测量超高温超导体、中子星内的核物质，甚至大爆炸几微秒后的夸克—胶子等离子体等物质的属性，也有望被用来在实验室测试弦理论。研究报告发表在12月10日出版的《科学》杂志上。　　美国杜克大学物理学家约翰·托马斯团队测量了锂—6原子超冷的费米气体的黏性。他们将锂—6原子捕获在一个几毫米大小、由激光制成的盆内，当被冷却并置身于尺寸合适的磁场内时，这些原子之间会产生强烈的相互作用。托马斯表示，相互作用非常强烈的费米气体展示出“令人惊奇的属性”，诸如几乎能毫无摩擦地像液体一样流动等。　　在超冷环境下，费米气体的性质由一个标度——原子之间的平均间距来决定。根据量子物理学法则，这种间距会决定所有其他的天然标度，诸如能量、温度和黏性标度等，这就使这种超冷的费米气体能成为测量其他物质的“标度模型”。托马斯之前就已经证明，这种气体能用做标度测量温度的属性，但这是科学家首次用其测试黏性。　　托马斯首先在零下459华氏度（约为零下273摄氏度）测量了这种气体的黏性。关掉限制气体的收集器，并接着重新将其捕捉使这种费米气体的半径开始摆动。摆动持续时间越长，黏性就越低。将温度升高一点后，托马斯开始观察当其被从捕捉器中释放出来之后，费米气体从雪茄状变为薄饼状的速度有多快。结果显示，形状改变越慢，黏性就越高。　　美国芝加哥大学理论学家凯西·莱文表示，这一研究结果“对凝聚态物理和高温超导性等领域都有重要的意义”。她说，科学家也在凝聚态物质世界中，尤其是被用来制造高温超导体的物质中观察到了这种“完美的流动性”。新数据，尤其是在更低温度下的数据“似乎同科学家之前对高温超导体应该如何流动的预测完全一致”。　　杜克大学的科学家伯恩特·密勒认为，费米气体也可以作为一种“标度模型”来研究目前科学家无法在实验室中探测到的宇宙的组成部分。科学家可以使用锂—6原子间距作为标尺，计算中子星上的中子之间的间距，也可以使用对费米气体所做的测量来确定中子星上所蕴含的能源和其他属性。另外，还可对宇宙“大爆炸”之后约几微秒（为百万分之一秒）出现的夸克—胶子等离子体进行测算。　　托马斯表示，新的研究结果也可以让科学家通过实验更加透彻地理解弦理论（目前最有希望将经典力学同量子力学统一起来的数学模型）所做的一些预测。如果弦理论学家能专门为费米气体创造出新的运算，他们将能够使用可能比一个桌面大不了多少的实验设备，对弦理论进行精确测试。

日本科学家最近发现一种新的高温超导物质，它是一种含铁化合物，在零下241摄氏度的环境中其电阻变为零。　　日本科学技术振兴机构和东京工业大学18日联合发布新闻公报说，东京工业大学教授细野秀雄的研究小组合成的这种化合物名为“LaOFeAs”，是一种由绝缘的氧化镧层和导电的砷铁层交错层叠而成的结晶化合物。纯粹的这种物质并没有超导性能，但如果把“LaOFeAs”中的一部分氧离子置换成氟离子，它就开始表现出超导性，通过调节氟离子的浓度，该化合物的超导临界温度最高可上升到零下241摄氏度。 来源:中国新闻网

[B][color=#DC143C][font=楷体_GB2312]总结了一下如果谁有这方面的电子书，贴在下面，有积分奖励[/font][/color][/B][B][font=楷体_GB2312][color=#00008B]晶体研究相关的中文书籍[/color][/font][/B]1、金属X射线学 [专著] / 许顺生著. 上海 : 上海科学技术出版社, 1962.2、X射线衍射学进展 [专著] / 许顺生编. 北京 : 科学出版社, 1986.3、X射线衍衬貌相学 [专著] / 许顺生, 冯端主编. 北京 : 科学出版社, 1987.4、小角X射线散射理论及应用 [专著] / 孟昭富著 长春 : 吉林科学技术出版社, 19965、现代物理测试技术 [专著] / 梁志德，王福主编 北京 : 冶金工业出版社, 20036、织构材料的三维取向分析术 [专著] : ODF分析 / 梁志德,徐家桢,王福著 沈阳 : 东北工学院出版社, 1986.87、金属X射线学 [专著] / (苏)马里采夫(М.В.Мальцев)著 梁志德,刘永铨译 北京 : 高等教育出版社, 19548、新型超导体系相关系和晶体结构 [专著] / 梁敬魁，车广灿，陈小龙著 北京 : 科学出版社, 20069、粉末衍射法测定晶体结构 [专著] / 梁敬魁编著 北京 : 科学出版社, 200310、高Tc氧化物超导体系的相关系和晶体结构 [专著] / 梁敬魁等著 北京 : 科学出版社, 1994

2012年12月27日 来源： 中国科技网 作者： 杨雪 中国科技网讯 据《自然》杂志网站近日报道，意大利比萨的NEST纳米科学研究所的科学家在最新研究中发现，磁场能控制个体间热流传递的方向，使热量可能从较冷个体传递到较热个体。 物理学家布莱恩·约瑟夫森曾在1962年预测，电子可以在两个被一层薄绝缘体分开的超导体之间“打开通道”，这一过程在传统物理学中是不允许的。约瑟夫森随后制作了超导量子干涉器件(SQUIDs)，SQUIDs包括两个Y形的超导体，连接形成回路，还有两个绝缘薄片夹在中间。 该研究所的弗朗西斯科·贾佐托和玛丽亚·何塞·马丁内斯·佩雷斯测量了SQUIDs器件的热特性，即里面的电子如何进行热传递。他们对SQUIDs器件的一端进行了加热，并测量了与之相连的电极温度。结果发现，当他们改变穿过回路的磁场时，流过SQUIDs器件的热量也会跟着变化。 该发现在一定程度上颠覆了热传递，使热量可能从较冷个体传递到较热个体。这显然违反热力学第二定律——热量永远从较热个体传递到较冷个体。但贾佐托认为，上述过程其实完全合理，因为只有部分热流发生相位变化。如果仅考虑单电子热传递，净流仍然是从热端到冷端。 这种热流的变换可以依据该超导体的“相位”来解释，波函数波峰和波谷的位置描述了SQUIDs器件回路中的超导电子对。最大热流发生在当回路一半的波峰与另一半的波峰相遇时，反之，当波峰与波谷相遇，热流处于最小值。磁场使这些相位相互转换，从而改变热流。 荷兰代尔夫特理工大学的克莱普维克认为，贾佐托他们的研究“可爱”但“不惊人”，并怀疑其实际应用价值。他说：“唯一可能的领域是固态制冷，取代低温冷却液。” 但贾佐托认为，研究有助于实现微型高效热机的开发。他也希望该研究成为“相干热量”的基础，用热交换代替电信号传递信息。之前，贾佐托和其他人已经建造了用电而不是磁来控制热交换的设备。 《科技日报》 2012-12-27（二版）

由科技部基础研究管理中心组织的2009年度中国基础研究十大科技进展揭晓。　　[b]这十大基础研究进展分别是：[/b]　　[color=#dc143c]北京正负电子对撞机重大改造工程通过国家验收 　　查明中国陆地生态系统的碳平衡状况 　　揭示A1型短指症致病机理 　　发现β-抑制因子-2复合体信号缺损可导致胰岛素耐受 　　实验证实诱导性多能干细胞具有发育全能性 　　发现金属钠在高压条件下可转化为透明绝缘体 　　阐明纳米孪晶纯铜极值强度的形成机制 　　高温铜氧化物超导体物性和超导机理研究取得重要进展 　　鉴别出与超级杂交水稻杂种优势相关的潜在功能基因 　　找到鸟类起源的一些关键证据。[/color]　　据介绍，本次评选活动的新闻来源由《科技导报》、《中国科学基金》、《中国科学院院刊》和《中国基础科学》共同推荐。通过初评，从184项推荐新闻中遴选出30项候选新闻。随后以问卷形式将候选新闻送中国科学院院士、中国工程院院士、“973”计划顾问组和咨询组专家、“973”计划项目首席科学家、国家重点实验室主任等专家进行无记名投票获得结果。　　本次入选项目呈现出两个主要特点。　　首先，我国具有传统优势的学科领域显示出持续创新能力。如我国在古生物学研究方面有独特的学术资源和地域优势，已形成较为完整的研究体系，在诸多领域已经与国际同步。我国科学家发现的澄江、瓮安动物化石群，引起了全球古生物学界的轰动。2009年，我国又在鸟类起源方面取得了重大突破，发现了一些关键证据，为研究恐龙向鸟类进化过程中有关手指进化问题提供了有力证据，产生了重大的国际影响。　　在材料科学研究领域，物理学家对纳米孪晶纯铜极值强度形成机制的阐释、高温铜氧化物超导体物性和超导机理研究均有良好发挥。在高温超导研究领域，有关铁基超导的重要成果不仅入选中国基础研究十大进展，且入选了《科学》杂志评出的2008年十大科技进展，引起国际同行的广泛关注。今年又有一项高温铜氧化物超导研究的成果入选，表明我国在高温超导方面经过长期的积累沉淀，具有了扎实的基础和雄厚的潜力。　　其次，群体性突破不断涌现。科技部基础研究司司长张先恩说，医学一直是我国的薄弱领域，但近年来呈现出快速发展的态势，具有国际影响的重大成果不断涌现。2009年，有3项医学领域的成果入选基础研究十大进展，表明我国医学领域在多年积累的基础上，已经出现群体性突破的势头。这样的势头往往孕育着重大的革命性突破。　　如由中科院动物研究所周琪研究小组和上海交通大学医学院曾凡一小组合作开展的诱导性多能干细胞，也被称为iPS细胞的全能性验证研究，一直困扰着生命科学向纵深推进。两个研究小组合作，在实验中通过对iPS细胞的培养基以及iPS克隆挑取时间等因素的优化，提高了iPS细胞的获得效率及iPS克隆的质量，制备出37株iPS细胞系，并利用其中6株iPS细胞系注射了1500多个四倍体囊胚后，其中3株iPS细胞系获得了共计27只成活小鼠。经多种分子生物学技术鉴定，这些小鼠确实是由iPS细胞发育而成。目前，这些小鼠现已发育成熟并繁殖了后代。此项研究首次证实，iPS细胞具有与胚胎干细胞相同的全能性。相关研究发表在2009年9月3日《自然》杂志上。　　此外，关于全球性热点、焦点问题的研究，我国科学家也取得了世界瞩目成绩。在全球气候变化研究中，2006年关于成熟森林土壤可持续积累有机碳的成果入选了基础研究十大进展，2007年有关碳汇的研究成果入选，2008年通过氧同位素研究东亚季风变化的成果入选，2009年又有中国陆地生态系统的碳平衡状况的研究成果入选。这些研究不断深入，为我国应对全球变化，解决制约我国经济社会发展的环境问题提供了理论基础。

美国科学家使用激光控制住一些超冷冻原子，测出了费米气体（一般被认为是物质的第六种状态）的黏性。结果表明，费米气体可以被用做“标度模型”，测量超高温超导体、中子星内的核物质，甚至大爆炸几微秒后的夸克—胶子等离子体等物质的属性，也有望被用来在实验室测试弦理论。研究报告发表在12月10日出版的《科学》杂志上。　　美国杜克大学物理学家约翰托马斯团队测量了锂—6原子超冷的费米气体的黏性。他们将锂—6原子捕获在一个几毫米大小、由激光制成的盆内，当被冷却并置身于尺寸合适的磁场内时，这些原子之间会产生强烈的相互作用。托马斯表示，相互作用非常强烈的费米气体展示出“令人惊奇的属性”，诸如几乎能毫无摩擦地像液体一样流动等。

2008年度“中国科学仪器及分析测试行业十大新闻评选”活动已落下帷幕。本次活动首先由仪器信息网遴选出2008年度行业内发生的100条重大新闻事件，在认真听取业内专家的意见后，从中筛选出30条作为本次评选活动的网上投票候选新闻。　　网上投票时间为2009年1月9日至2009年3月31日，投票活动一如既往地得到了广大网友的热心支持，在两个多月的活动期间，我们共收到有效网上投票1470张。最终，通过结合本网VIP用户投票结果和专家意见，评选出“2008年度中国科学仪器及分析测试行业十大新闻”。[center][IMG]http://www.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/20094/200941014301169.jpg[/IMG]中国分析测试协会王順昌副理事长宣读评审结果[/center]　　在2009年4月9日召开的“2009中国科学仪器发展年会”上，中国分析测试协会副理事长王順昌先生宣读了“2008中国科学仪器及分析测试行业十大新闻”评选结果：　　[B]十大新闻之一：三鹿事件发生，多批次婴幼儿奶粉检出三聚氰胺[/B]　　2008年9月12日三鹿奶粉事件发生后，国家对不同品牌奶制品进行检测，多批次婴幼儿奶粉产品检出三聚氰胺。国家紧急号召仪器行业各相关部门与企业开发三聚氰胺的检测方法，制定并发布了《原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法》国家标准。该事件发生后，多个行业尤其与奶制品相关的行业检出三聚氰胺。　　目前，国务院召开常务会议，研究部署奶业整顿和振兴工作。各地各部门也纷纷加强乳制品生产各环节的监督管理。　　[B]十大新闻之二：中国仪器人积极为地震灾区捐款、捐献仪器并紧急开展相关检测服务[/B]　　2008年5月12日，四川汶川县遭受特别重大地震灾害，给当地及周边群众的生命和财产安全造成了巨大的损失。　　地震发生后，广大仪器厂商和相关用户单位纷纷响应政府的号召，积极为灾区捐款、捐物 为了确保灾区食品、水质以及环境等方面的安全，广大国内外仪器厂商积极为灾区捐赠相关检测仪器、开发仪器快速检测方法并且为灾区提供仪器各个方面的免费服务。　　[B]十大新闻之三：多种先进分析测试仪器及新的检测标准、方法在北京奥运会上应用 确保绿色奥运[/B]　　2008年北京奥运会召开，都有哪些先进的仪器设备应用奥运会上，为奥运做了哪些贡献，又有哪些仪器被首次应用，仪器信息网带您详细了解。　　食品检测方面：食品安全检测车将在奥运比赛场馆等人流量密集地区投入使用。一辆食品安全检测车配备有全自动食品综合分析仪、半自动食品综合分析仪、荧光法微生物(细菌总数)快速检测系统、农药残留快速检测仪、肉类水分快速测定仪和食品安全快速检测箱等，可以对水产品防腐剂、月饼微生物、大米农药残留等各项食品安全指标进行快速检测和常规食品理化检测。　　兴奋剂检测方面：奥运会期间中国反兴奋剂中心配备了安捷伦、赛默飞世尔等公司的兴奋剂检测设备。从国外引进的高效液相色谱(HPLC)、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质联用[/color][/url](GC-MS)、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url](GC)、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]液质联用[/color][/url]([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url])、酶标仪、ELISA试剂盒及试纸等快速检测设备，用来确认样本中禁用的化学物质。　　此外，由中国计量科学研究院承担的“奥运食品中违禁药物检测急需标准物质研制”项目于2008年7月15日通过鉴定。美雄酮、克伦特罗、泼尼松等34种奥运急需的国家标准物质，立即投入奥运动物源性食品中兴奋剂检测。　　对于奥运场馆的空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量的检测，比赛场馆配备了空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量检测仪 水质检测方面，配备了水质监测预警系统 为了保护中国免受恐怖袭击，这次北京奥运会和协办城市上海还采用了用于机场安全防范的国际上最先进的SGS辐射探测系统、红外检测系统……　　[B]十大新闻之四：财政部和中科院启动 8个重大科研设备、仪器自主创新项目[/B]　　2008年3月28日，财政部和中科院在京召开重大科研装备自主创新试点项目启动会，正式启动了深紫外全固态激光源前沿装备研制、复现高超声速飞行条件的脉冲风洞研制、综合极端条件实验系统、海底流动地震观测台阵、超导成像频谱仪、VLBI数字机带转换器、同步辐射纳米成像设备、中能重离子微束辐照装置8个具有自主创新特点的科研装备研制项目。　　参与项目研制的专家在启动会上表示，这8个项目是在相关部委的长期支持下，经中科院多年的技术积累、核心技术获得突破的前提下提出来的。项目的启动实施，不但会对提升我国相关领域的科研水平作出重大贡献，也将为在中科院乃至全国范围内推动科研装备的自主创新积累经验。　　[B]十大新闻之五：利用中国研发的真空紫外激光角分辨光电子能谱仪 中外科学家发现高温超导体中新的电子耦合模式[/B]　　2008年3月20日，中科院物理所向外界宣布，中外科学家利用我国自主研制的尖端科学仪器，在高温超导体中研究中取得了初步成果。这项成果是由中科院物理所周兴江研究组，理化技术所陈创天研究组，物理所许祖彦研究组、赵忠贤研究组以及美国Brookhaven国家实验室的Genda Gu博士，日本东京理工的T. Sasagawa 博士共同合作完成的。他们利用我国研制的国际第一台真空紫外激光角分辨光电子能谱仪，在高温超导体中研究中取得了初步成果，观察到了一种新的电子耦合模式。相关结果发表在3月14日的《物理评论快报》(PRL)第100卷10期上，该论文同时被选为当期的“编辑提示”文章。　　利用真空紫外激光角分辨光电子能谱仪具有的超高分辨率的独特优势， 在Bi2212高温超导体中观察到了两个新的电子结构特征，而且实验表明它们是在材料进入超导状态后产生的。这些特征表明，高温超导体中可能存在着一种新的电子耦合方式。对这些新的结构特征的进一步理解，可能为探索它们和高温超导电性的关系，提供重要的信息。　　[B]十大新闻之六：中美合作建立首家第三方食品检测中心 美国FDA开设首家驻京办事处中美将在食品安全领域开展广泛合作[/B]　　2008年6月18日,中美合作成立的首家第三方食品检测中心——珠海中美和平食品检测中心(CUPFIC)，18日在广东珠海举行了挂牌揭幕开业仪式。该中心占地1000多平方米，初期投资为4000万元人民币。其设备和技术主要由美方提供，美国俄勒冈州农业厅将派专家进驻检测中心进行技术指导。检测的食品以中美两国企业生产的农副产品为主。该中心的建立，可减少因检测标准不一而带来的贸易摩擦，降低出口企业贸易风险，提高通关工作效率。　　2008年11月19日，在“中美食品安全政策研讨会”上，美国食品药品管理局(FDA)决定于2008年12月前在中国设立三个办事处。其中11月19日将开设首家驻北京办事处，随后在广州和上海设立另外两家。中国卫生部长陈竺和美国卫生和公共服务部部长莱维特就此表示：双方议定将在食品安全风险评估、食品安全事故的应急处置和完善食品安全管理体制等方面开展广泛的合作。

成功检验PF导体制造各项技术2013年01月16日 来源： 中国科技网 作者： 吴长锋 最新发现与创新 中国科技网 讯（记者吴长锋）日前，国际热核聚变实验堆计划（ITER）极向场导体采购包第二阶段（Phase Ⅱ）910米极向场PF2/3/4号导体的成型和收绕工作在中科院合肥物质研究院等离子体所顺利生产完成。此导体将交付给ITER国际组织，用于极向场线圈绕制实验。导体生产过程中，设备运行正常，导体的各项参数满足采购协议要求。 PF导体采购包是等离子所继环向场（TF）后承担的第二个ITER导体采购包，总共包括64根导体。ITER—PF导体是外方内圆的异型导体，其制造工艺复杂，包括焊接工艺、无损检测技术、导体成型及收绕技术等。等离子所通过自身努力，完成了异型管焊接、铠甲及焊缝无损检测、导体成型及收绕型技术的研发。导体成型过程中，材料形变比较大，成型机需要承受约30吨的压力，成型机是PF导体制造过程中极其重要的设备。通过自主研发设计，以及与国内外研究机构和公司合作，该所发展了具有自主知识产权的PF导体制造相关的异形导管制造技术、异形导管材料无损检测技术、异形导管的焊接和无损检测技术、超导电缆绕制技术、电缆穿入技术、导体成型技术等一系列关键技术。 据悉，在此之前中国承担的TF导体采购包、校正场线圈导体及磁体馈线系统导体采购包的工艺过程认证阶段已顺利完成，通过了ITER国际组织的评估。此次PF2/3/4导体生产的顺利完成，成功检验了PF导体制造的各项技术，表明等离子体所已完成中国承担的所有导体采购包的6种类型导体生产技术研发和工艺过程评估。 《科技日报》2013-1-16（一版）

最近，中国科学院物理研究所／北京凝聚态物理国家实验室刘伍明研究组在光与物质相互作用领域取得重要进展。他们发现在包含自旋为2的冷原子玻色—爱因斯坦凝聚体的两个光学势阱中可以产生一种新颖的量子效应—非阿贝尔约瑟夫森效应（Non-Abelian Josephson effect），并进一步设计了相干物质波干涉器件。这项新的研究工作对于进一步认识新奇量子现象，特别是玻色—爱因斯坦凝聚系统的新型量子效应具有非常重要的意义。 研究光与物质相互作用以及揭示新奇量子现象，并利用其奇异性质设计新型的量子器件，是人们长期以来一直感兴趣的问题，例如1997年度诺贝尔物理学奖授予美国斯坦福大学朱棣文教授、美国标准与技术研究院菲利普斯博士和法国巴黎高师科昂－塔诺季教授，以表彰他们发明了用激光冷却来俘获原子的方法。2001年度诺贝尔物理学奖授予美国标准与技术研究院科纳尔博士和威依迈博士、麻省理工学院凯特纳教授，以表彰他们实现碱性原子的玻色—爱因斯坦凝聚，揭示了一种新的物质状态。约瑟夫森效应是玻色—爱因斯坦凝聚、超导、超流系统中出现的新奇量子现象。1973年诺贝尔物理学奖授予英国剑桥大学约瑟夫森博士，以表彰他对穿过隧道壁垒的超导电流所作的理论预言：对于超导体—绝缘层—超导体互相接触的结构，只要绝缘层足够薄，超导体内的电子对就有可能穿透绝缘层势垒，即约瑟夫森效应。作为一种宏观量子效应，约瑟夫森效应不仅具有重要的科学意义，而且有广泛的实际应用，例如制作超导量子干涉器件。刘伍明研究组自1999年以来一直致力于光与物质相互作用的研究，并取得了一些重要研究成果，曾先后在 Physical Review Letters 上发表论文 9 篇，其中单篇被SCI论文引用超过100 次的有2篇。 博士生齐燃、余小鲁、研究员刘伍明与中山大学李志兵教授合作，他们发现在包含自旋为2的冷原子玻色—爱因斯坦凝聚体的两个光学势阱中可以产生一种新颖的量子效应—非阿贝尔约瑟夫森效应（Non-Abelian Josephson effect），并进一步设计了可以观察这种非阿贝尔约瑟夫森效应的真实物理系统。相对于阿贝尔情况，非阿贝尔约瑟夫森效应具有不同的密度和自旋隧穿特征。他们获得了表征非阿贝尔约瑟夫森效应的特征量—自旋为2的冷原子玻色—爱因斯坦凝聚体的两个光学势阱之间不同量子态的赝戈德斯通模（Pseudo Goldstone modes），并给出了如何在实验上观察非阿贝尔约瑟夫森效应的方案。这项新的研究工作对进一步认识新奇量子现象，特别是玻色—爱因斯坦凝聚系统的新型量子效应具有非常重要的意义。 相关研究得到中国科学院、国家自然科学基金委员会和科技部的支持。这一研究成果已发表在2009年5月2日出版的Physical Review Letters 102，185301（2009）上。