物理学：深入了解高温超导的各个阶段！
X. Shi，Ping V. Lin，T。Sasagawa，V。Dobrosavljevic和D. Popovic。“在低掺杂La2-xSrxCuO4中的两级磁场调谐超导体 - 绝缘体转变。”Nature Physics，在线发表（2014年5月4日）;DOI：10.1038 / nphys2961。
东京工业大学的研究人员发现了高温超导体中超导体 - 绝缘体转变过程中量子相位波动的复杂性。
高温氧化铜（“铜酸盐”）超导体中的超导体 - 绝缘体转变（SIT）通常通过施加磁场来触发。然而，由于超导的复杂性，关于支撑SIT的精确过程以及材料经历的相关量子相，仍有许多问题需要回答。
科学家们曾认为，当施加特定的磁场强度时，高温超导体具有单个量子临界点，在该点上材料从超导体转换为绝缘体。现在，来自美国和日本的国际研究团队，包括东京工业大学的Takao Sasagawa，已经发现了镧 - 锶 - 铜 - 氧化物高温超导体（LSCO）的两阶段转变，导致了第一个复合体LSCO行为的相图。
“热波动，量子波动和无序的微妙相互作用导致了涡旋物质的复杂HT [磁场 - 温度]相图，”作者在他们发表在Nature Physics上的论文中说。
研究人员测量了材料在高达18T的磁场中的电阻率，在不同温度下降至0.09K，揭示了SIT的全貌。他们故意使用各种使用不同技术创建的LSCO，以便将样品制备的影响从更一般的超导行为中分离出来。
Sasagawa的团队发现LSCO在它们成为绝缘体之前在T = 0 K处显示出两级磁场诱导的跃迁。首先，该材料形成称为“布拉格玻璃”的超导涡旋晶格状态。在此阶段，材料在有限温度下显示零电阻率。在达到第一临界点之后，它进入无序的超导相或“涡旋玻璃”，其中涡流的排列变为无定形。在此阶段，零电阻率仅在绝对零度下实现。达到第二个临界点后，超导性就会丧失，LSCO变得绝缘。
研究人员得出结论; “我们的研究结果为高温超导体中涡旋线物理学和量子临界性的相互作用提供了重要的见解，弥合了它们在高T'经典'区域和较少探索的低T'量子区域之间的行为之间的差距。 “
背景
超导
超导体是在某些温度下可以保持永久电流而不需要电源的材料。据认为，只有超冷却材料（温度低于30 K或-243 C）才具有超导性，但氧化铜“铜酸盐”和磷酸盐（铁和砷）超导体属于高温超导体类它的工作温度高达138 K（-135 C）。目前研究的主要目的是解释高温超导的机理，并找到一种在室温下工作的超导体。
II型超导体和涡流状态！
II型超导体在磁场下具有所谓的混合或“涡旋”状态 - 产生超导电流的内部“涡流”，其围绕正常材料状态的核（传统超导体的金属状态）并产生量子化磁通线。涡流的运动会产生微小的阻力，这意味着超导性并不完美。可以将涡流“钉扎”或冻结在块状材料上以便形成零电阻超导状态。在传统的超导体中在某些磁场中，超导性完全丧失，其中涡流的正常状态核心彼此重叠。在这种情况下，单级超导体 - “金属”转变发生在磁场下的绝对零度。另一方面，高温超导体的行为是不寻常的; 过渡似乎是从超导体到“绝缘体”，对包括绝对零度在内的整个HT相图的清晰观察尚未完成。
不只是一个“量子临界点”！
佛罗里达州立大学（由波波维奇教授领导）和东京工业大学（由Sasagawa教授领导）的研究人员的工作首次证明了LSCO高温超导体在成为绝缘体之前经历了两个量子临界点，这是由于微妙的温度波动和磁场破坏对涡流状态的影响。他们的研究可以提高对磁场下高温超导性的认识，并为高温超导体的应用提供重要的见解。
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