北京大学物理学院在低维MgB₂超导材料领域取得新进展

MgB₂是一种新型超导材料，具有显著的独特的双能带结构。它是一种简单的二元化合物，超导机理仍属于BCS电声强耦合机制。与传统的低温Nb基超导体相比，具有更高的超导转变温度（~ 40K），意味着可以在小型制冷机作用下实现超导工作，大幅降低制冷成本；与铜氧化物高温超导体相比，具有更大的超导相干长度（5~7nm），同时晶界间不存在弱连接效应，在材料制备和器件应用上优势明显。自2001年MgB₂的超导电性被发现以来，它在弱点和强电领域广阔的应用潜力激起了世界范围的研究热潮。

准一维纳米结构的MgB₂材料一直是该领域的研究热点。国际上先后报道了MgB₂纳米线、纳米弹簧的制备与研究。最近，物理学院冯庆荣教授与俞大鹏教授组通过合作，博士研究生王亚洲等同学以HPCVD方法为基础在铜衬底上利用自发催化成功地制备出了准一维MgB₂超导晶须，并对晶须的纳米结构进行了详细的表征。晶须呈六角锥状，具有完美的单晶结构，其起始超导转变温度达到了目前文献报道的最高值。MgB₂超导准一维纳米结构可以用作理想的纳米超导器件的连接，同时也为研究超导体的维度效应和尺寸效应提供了基础。相关结果发表在化学领域顶级刊物《Y. Z. Wang et al., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131(7), 2436-2437》上。

该研究工作得到了北京大学、国家自然科学基金委和科技部973计划等相关项目的资助。