科技日報東京2月5日電 （記者陳超）由中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所、日本國立研究開發(fā)法人物質材料研究機構和美國國家強磁場實驗室組成的聯(lián)合研究小組,最近通過實驗，闡明了目前最有希望成為高溫超導體的鐵基超導體母體物質CaFeAsF的電子狀態(tài)，并確認了狄拉克電子的存在。

　　2008年發(fā)現(xiàn)的鐵基超導體由于可實現(xiàn)較高的轉換溫度，作為高溫超導體的潛在候選物質而備受矚目。在超導研究中，需要通過置換母體材料的一部分元素來尋找新的超導體，為了理解高溫超導成因，闡明母體物質的電子狀態(tài)十分重要。但是制作超導轉變溫度很高的鐵基超導體的母體物質極為困難，難以獲得雜質和缺陷都很少的高質量樣品，因此關于其電子狀態(tài)的實驗分析一直沒能取得進展。

　　研究小組此次完全確定了鐵基超導體的母體物質CaFeAsF的費米面——顯示能量最大的電子狀態(tài)。利用中國研究團隊合成的高品質CaFeAsF單晶，日本和美國團隊在超低溫強磁場中測量量子振蕩，成功完成了費米面實驗觀察，測得的費米面各種數值與理論預測一致。研究小組通過對量子振蕩的詳細分析，發(fā)現(xiàn)費米面是由一種被稱為狄拉克電子的特殊類型的電子形成，這種電子在固體中高速移動而不易受雜質影響。

　　最新研究所闡釋的母體物質CaFeAsF的電子狀態(tài)，是理解鐵基超導體起源的重要基礎認知。而確認狄拉克電子的存在，將有助于開發(fā)結合超導性和狄拉克電子新功能的電子器件。