物理學：深入瞭解高溫超導的各個階段！
X. Shi，Ping V. Lin，T。Sasagawa，V。Dobrosavljevic和D. Popovic。“在低摻雜La2-xSrxCuO4中的兩級磁場調諧超導體 - 絕緣體轉變。”Nature Physics，在線發表（2014年5月4日）;DOI：10.1038 / nphys2961。
東京工業大學的研究人員發現了高溫超導體中超導體 - 絕緣體轉變過程中量子相位波動的複雜性。
高溫氧化銅（“銅酸鹽”）超導體中的超導體 - 絕緣體轉變（SIT）通常通過施加磁場來觸發。然而，由於超導的複雜性，關於支撐SIT的精確過程以及材料經歷的相關量子相，仍有許多問題需要回答。
科學家們曾認為，當施加特定的磁場強度時，高溫超導體具有單個量子臨界點，在該點上材料從超導體轉換為絕緣體。現在，來自美國和日本的國際研究團隊，包括東京工業大學的Takao Sasagawa，已經發現了鑭 - 鍶 - 銅 - 氧化物高溫超導體（LSCO）的兩階段轉變，導致了第一個複合體LSCO行為的相圖。
“熱波動，量子波動和無序的微妙相互作用導致了渦旋物質的複雜HT [磁場 - 溫度]相圖，”作者在他們發表在Nature Physics上的論文中說。
研究人員測量了材料在高達18T的磁場中的電阻率，在不同溫度下降至0.09K，揭示了SIT的全貌。他們故意使用各種使用不同技術創建的LSCO，以便將樣品製備的影響從更一般的超導行為中分離出來。
Sasagawa的團隊發現LSCO在它們成為絕緣體之前在T = 0 K處顯示出兩級磁場誘導的躍遷。首先，該材料形成稱為“布拉格玻璃”的超導渦旋晶格狀態。在此階段，材料在有限溫度下顯示零電阻率。在達到第一臨界點之後，它進入無序的超導相或“渦旋玻璃”，其中渦流的排列變為無定形。在此階段，零電阻率僅在絕對零度下實現。達到第二個臨界點後，超導性就會喪失，LSCO變得絕緣。
研究人員得出結論; “我們的研究結果為高溫超導體中渦旋線物理學和量子臨界性的相互作用提供了重要的見解，彌合了它們在高T'經典'區域和較少探索的低T'量子區域之間的行為之間的差距。 “
背景
超導
超導體是在某些溫度下可以保持永久電流而不需要電源的材料。據認為，只有超冷卻材料（溫度低於30 K或-243 C）才具有超導性，但氧化銅“銅酸鹽”和磷酸鹽（鐵和砷）超導體屬於高溫超導體類它的工作溫度高達138 K（-135 C）。目前研究的主要目的是解釋高溫超導的機理，並找到一種在室溫下工作的超導體。
II型超導體和渦流狀態！
II型超導體在磁場下具有所謂的混合或“渦旋”狀態 - 產生超導電流的內部“渦流”，其圍繞正常材料狀態的核（傳統超導體的金屬狀態）併產生量子化磁通線。渦流的運動會產生微小的阻力，這意味著超導性並不完美。可以將渦流“釘扎”或凍結在塊狀材料上以便形成零電阻超導狀態。在傳統的超導體中在某些磁場中，超導性完全喪失，其中渦流的正常狀態核心彼此重疊。在這種情況下，單級超導體 - “金屬”轉變發生在磁場下的絕對零度。另一方面，高溫超導體的行為是不尋常的; 過渡似乎是從超導體到“絕緣體”，對包括絕對零度在內的整個HT相圖的清晰觀察尚未完成。
不只是一個“量子臨界點”！
佛羅里達州立大學（由波波維奇教授領導）和東京工業大學（由Sasagawa教授領導）的研究人員的工作首次證明了LSCO高溫超導體在成為絕緣體之前經歷了兩個量子臨界點，這是由於微妙的溫度波動和磁場破壞對渦流狀態的影響。他們的研究可以提高對磁場下高溫超導性的認識，併為高溫超導體的應用提供重要的見解。
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