2004年11月1
美国能源部的科学家们布鲁克海文国家实验室发现了高温超导的另一个可能的线索，高温超导是一种材料的电阻在一定温度下消失的现象。在超导化合物中，他们发现了一种罕见的“空穴”排列的证据——即电子不存在的位置。研究结果发表在2004年10月28日的《自然》杂志上。
研究人员正在研究一种由锶、铜和氧组成的化合物(他们将其命名为SCO)，它是“铜酸盐”的一种，铜酸盐是一组含有氧化铜的化合物。在上海合作组织，科学家们发现了“空穴晶体”的证据——一种刚性的、有序排列的空穴。空穴带正电，和电子一样，可以相互作用产生超导电流。
“空穴晶体是一种非常不寻常的现象，”该研究的首席研究员、布鲁克海文物理学家彼得·阿巴蒙特（Peter Abbamonte）说。“它的存在是空穴之间相互作用的直接结果，而空穴被认为在其他铜氧化物中产生超导性。”
SCO由一层锶原子组成，中间夹着两层不同的铜氧化物。在一张纸上，氧化铜分子形成长的平行链。另一层含有空穴晶体的氧化铜层具有阶梯结构，类似于水平连接的链。
空穴晶体只是材料中电荷排列的一种形式。这些排列很重要，因为一些研究人员认为超导是一种特殊排列的结果，或者当超导体接近两种排列之间的边界时发生。例如，在其他的铜中，科学家们正在研究一种电荷排列，其中空穴带和磁区形成交替的“条纹”。
阿巴蒙特说：“我们相信洞晶体和条纹可能有联系。”。具体而言，SCO中的空穴晶体可能是条纹的“低维”前兆，这意味着它只存在于氧化铜阶梯上，而不是整个氧化铜平面上
他和他的合作者利用国家同步加速器光源的x射线研究了SCO，该光源位于布鲁克海文实验室，可产生x射线、紫外线和红外光，用于各种科学领域的研究。他们将SCO样品放置在x射线束的路径中，改变光束的波长，并观察x射线如何从样品反射出去。
在特定的能量下，样品能非常强烈地反射x射线。研究小组发现这种反射是由空穴引起的，这使他们确定空穴形成了有序的晶格，因为随机放置的空穴不可能产生如此强烈的反射。
Abbamonte和他的合作者计划通过改变SCO的化学成分来继续这项研究，看看它是否会改变空穴晶体。他们还将检查另一种铜酸盐，看看它的条纹是否与这种晶体有关。
“显然，需要做更多的研究来研究这些相以及它们与超导性的可能联系，”Abbamonte说。
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