近日,中国科学技术大学微尺度国家实验室陈仙辉教授课题组在碱金属掺杂菲中发现了5开尔文温度的超导电性,这是有机超导体领域的重要突破。相关成果以Superconductivity at 5K in alkali-metal-doped phenanthrene为题,刊登在10月18日出版的Nature Communications上。

  有机超导体的研究一直是凝聚态物理研究中的热点,人们一直期待在有机材料中发现高温超导电性。目前有机超导体主要有两类:准一维的(TMTSF)2X和二维的(BEDT–TTF)2X。然而,这两类有机超导体的超导转变温度较低,并且其中有些只在高压下表现为超导电性。有机超导体具有许多有趣的性质,具有低维性、强的电子-电子相互作用和电子-声子相互作用。有机超导体中π分子轨道中未配对电子对电子态起主要作用。有机超导体的相图与铜氧高温超导体、重费米子超导体和铁基超导体等其它非常规超导体相图相似,超导电性毗邻磁有序态。有机超导体提供了一个很好的体系,让人们来研究低维体系的电子-电子相互作用和电子-声子相互作用。这些具有π电子的超导体不能简单地利用传统的BCS超导理论来解释。C60和石墨中掺杂的超导体也具有π电子,这些π分子轨道对其超导电性起着非常重要的作用。