http://www.physorg.com/news/2011-06-superconductivity-side-unmasked.html
June 17, 2011
在某類稱為氮族化合物（pnictides）的材料中，引發其超導電性之背後機制的爭辯，現由來自日本與中國的研究團隊解決了。氮族化合物中的超導電性最近才被發現，而且它們被歸為「高溫超導體」那一類。雖然有「高溫」這樣的字眼，但它們成為超導體時的溫度仍遠低於室溫。實現在室溫下的超導電性依然是物理學中的一項關鍵挑戰；那將革新電子學，因為電子裝置能在不喪失能量的情況下運作。
當材料中的電子兩兩結合成所謂的古柏對（Cooper pairs，後均用原文）時，超導電性就會出現。這種成對導致超導材料能譜中的間隙，那使得電子對於引發電阻的機制麻木不仁。電子能以不同方式結合成 Cooper pairs，導致不同種類的超導體。
直到來自東京大學 Takahiro Shimojima（下志万貴博）及其同僚（包括來自 Harima，RIKEN SPring-8 中心的研究者）的研究，超導體材料才被分類成二種廣泛的類型。在古典超導體中（那在非常低溫下運作），材料的晶格中，原子的振動為成對提供必要的「黏膠」。在銅氧化物（cuprates，最初的高溫超導體化合物）中，根基在電子自旋的磁性交互作用產生了超導成對（圖1）。在氮族氮族化合物高溫超導體中，物理學家假設背後的機制類似銅氧化物的，不過卻與實驗結果產生衝突，意味著確切機制有所爭議。
為研究有爭議的氮族化合物成對機制，研究者們調查材料的電子能隙（ electronic gap）特性。由於有一組獨特的、僅少數幾間實驗室擁有的高能雷射（那基於非常罕見的雷射晶體），他們的實驗得以空前的細節解開這些狀態。
Shimojima 與同僚驚訝地發現，電子自旋之間的交互作用並不會導致電子在氮族化合物中形成 Cooper pairs。相反的，這種耦合是由圍繞在原子核四周的電子雲所斡旋。這些軌域（orbitals）當中的某些具有相同的能量，那導致交互作用與電子波動，且強到足以斡旋超導電性。
這可能刺激發現基於此種機制的新超導體。"我們的研究確立，電子軌域在超導體中，是繼晶格振動與電子自旋之後，第三種構成電子對的成對黏膠，" Shimojima 解釋。"我們認為這項發現，是朝著達成室溫超導體的夢想邁進，" 他如此下結論。
※ 相關報導：
＊ Orbital-Independent Superconducting Gaps in Iron Pnictides
http://www.sciencemag.org/content/332/6029/564
T. Shimojima, F. Sakaguchi, K. Ishizaka, Y. Ishida, T. Kiss,
M. Okawa, T. Togashi, C.-T. Chen, S. Watanabe, M. Arita,
K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi, K. Ohgushi,
S. Kasahara, T. Terashima, T. Shibauchi, Y. Matsuda,
A. Chainani, and S. Shin.
Science 29 April 2011: Vol. 332 no. 6029 pp. 564-567
doi: 10.1126/science.1202150
＊ 鐵氮族化合物的「電子軌域成對」許諾更高溫的超導體
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