高温超导声子机制
高温超导声子机制
美国和日本物理学家最新的实验表明，声子（晶格的微小振动）在高温超导中起了关键性的作用。他们相信，声子使得相反自旋的电子配对，这种配对是解释超导现象的关键。
超导被认为是电子互相配对构成玻色子的结果。电子对通过一种被称为玻色爱因斯坦凝聚的过程坍缩到一个单独的量子态，它允许电流在没有电阻的状态下流动。在常规超导体中，配对机制是通过使用隧穿电子谱（tunnelling spectroscopy）研究的，声子机制被证明是常规超导体的微观机制。但直到今天，在高温超导体中还没有观测到声子导致的电子配对。
美国Cornell大学的Seamus Davis及其合作者首次在高温超导体铋锶钙铜氧化合物（BSCCO）作了这种测量（Nature 442 546）。BSCCO在大约95K的温度以下成为超导体。通过测量原子尺度的超导体的能态，研究者获得了他们的结果。通过把一台扫描隧穿显微镜的微小的金属尖端放在BSCCO的表面上并且当尖端的电压产生变化时观测通过尖端和样品的电流，他们完成了测量。
Davis及其同事发现，当尖端被移动仅仅几个纳米时，通过样品的电流会产生变化。这个结果表明，在这样微小的尺度上，电子配对机制会产生变化，而且和传统的观念相反的是，正如在常规超导体中那样在配对的电子和晶格之间有着某种相互作用（如图）。到目前为止，大多数研究者支持磁机制，即认为电子之间的相互作用或与物质中磁性原子的相互作用导致了高温超导。