香港高等研究院新聞

探索鐵基硫族化物超導體的晶格、電荷、自旋及軌道等方面

2021年5月18日

 

鮑威教授為香港高等研究院主持網上傑出講座。

香港城市大學(城大)物理學系講座教授鮑威教授,於2021年5月12日為香港高等研究院(高等研究院)「傑出講座系列:物理 」主持網上講座,講題是「鐵基硫族化物超導體的晶格、電荷、自旋及軌道等方面」。

科學家於一百年前在簡單金屬中發現超導性。超導現象是指材料在低於某一溫度時,電阻變為零的現象,而這一溫度稱為超導轉變溫度。講座上,鮑教授探討高溫超導體的結構特徵及面臨的挑戰。

超導體自發現以來就被視為極具發展潛力的科學現象。首先,鮑教授介紹超導現象的發展歷史,並闡述解釋超導體的基本性質及結構。他指出超導現象的特徵包括零電阻、完全抗磁性、同位素效應和能隙。

鮑教授表示,研究員發現絕緣的銅酸鹽陶瓷具有高溫超導電性,由此開始探索可產生鐵基硫族化物的非傳統超導體。他解釋鐵基超導體是指化合物中含有鐵,在低溫時具有超導現象,而鐵扮演形成超導的主體的材料,可惜目前還沒有統一的理論來解釋非傳統超導現象。

接著,鮑教授詳細探討鐵基硫族化物超導體的晶格、電荷、自旋及軌道等方面的結構及機理。由於以往普遍認定鐵元素不利形成超導,研究鐵基超導體可能有助於了解高溫超導的機制,他嘗試引用多個理論及方程式解釋這新型的高溫超導體材料。

鮑教授期望於不久將來,能成功研發一套物理計算法,可推算什麼材料和架構中存在超導現象。這發現有助促成推理設計出「溫室超導」,大幅改變科技的發展。

鮑教授主要以中子散射技術研究關聯電子體系和量子磁學的多體物理問題。研究方向集中在中子散射技術及其在凝聚態物性研究中的應用,包括重費米子、非常規超導電性、低維量子磁性、軌道序等關聯物理、功能關聯電子材料中的磁結構和動態過程的研究。

鮑威教授在美國約翰·霍普金斯大學獲得博士學位。隨後於AT&T貝爾實驗室出任訪問學者,並先後於美國布魯克海文國家實驗室作博士後研究及於洛斯阿拉莫斯國家實驗室擔任研究員,接著受聘於中國人民大學並擔任特聘教授。鮑教授曾參與多項國家重點研究項目,除了國家自然科學基金委員會及「973計劃」外,還領導研發位於北京的冷中子光譜儀基建工程。同時,鮑教授於2012年當選美國物理學會院士。

是次講座由光華教育基金會提供部分贊助。

  (右)高等研究院執行院長及城大材料科學及工程學系講座教授黃志青教授向 (左) 鮑教授致送紀念品。 (左起) 高等研究院執行院長及城大材料科學及工程學系講座教授黃志青教授、鮑教授、城大材料科學及工程學系兼電子工程學系講座教授杜經寧教授,及城大物理學系系主任兼講座教授王循理教授合照。  

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