利用中國研發儀器 中外科學家共獲新發現

      3月20日，中科院物理所向外界宣布，中外科學家利用我國自主研制的科學儀器，在高溫超導體中研究中取得了初步成果。這項成果是由中科院物理所周興江研究組，理化技術所陳創天研究組，物理所許祖彥研究組、趙忠賢研究組以及美國Brookhaven國家實驗室的Genda Gu博士，日本東京理工的T. Sasagawa 博士共同合作完成的。他們利用我國研制的*臺真空紫外激光角分辨光電子能譜儀，在高溫超導體中研究中取得了初步成果，觀察到了一種新的電子耦合模式。相關結果發表在3月14日的《物理評論快報》（PRL）第100卷10期上，該論文同時被選為當期的“編輯提示”文章。 
  
      《物理評論快報》的審稿人認為，該論文通過激光角分辨光電子能譜，對Bi2212靠近費米面的電子色散，呈現了非常讓人印象深刻的數據。由于分辨率的提高以及高光電子強度，作者在節點方向的色散中觀察到幾個新的扭折，他們歸結為仍未探明的電子作用。這些特征在超導轉變溫度Tc以下出現，這表明他們可能對超導電性起重要作用。這些特征很細微，但數據具有非常高的質量，使結果得以清楚的呈現。由于該研究中揭示的新的特征可能和高溫超導電性相關，所以該工作會引起廣泛的興趣。 
  
      從2004年開始，周興江研究組、陳創天研究組和許祖彥研究組合作，利用我國具有自主知識產權的一種新型深紫外非線性光學晶體KBBF（KBe2BO3F2）和棱鏡耦合技術，結合深紫外激光產生技術和*的光電子能譜研制技術，于2006年底研制成功*臺真空紫外激光角分辨光電子能譜儀。利用真空紫外激光為光源的角分辨光電子能譜儀，具有超高能量分辨率（zui高達0.36 meV），高動量分辨率，超高光束流強度（達1015 光子/秒），和對體效應敏感等*的優點，把光電子能譜技術的實驗精度提高到一個新的層次。 
  
      利用真空紫外激光角分辨光電子能譜儀具有的超高分辨率的*優勢， 在Bi2212高溫超導體中觀察到了兩個新的電子結構特征，而且實驗表明它們是在材料進入超導狀態后產生的。這些特征表明，高溫超導體中可能存在著一種新的電子耦合方式。對這些新的結構特征的進一步理解，可能為探索它們和高溫超導電性的關系，提供重要的信息。 
  
      真空紫外激光角分辨光電子能譜儀的研制成功，為科學家提供了新的高精度的實驗手段，將推動材料科學和物理的研究。這項工作，充分證明了自主研發的科學儀器的重要性和可能性。 
  
附：角分辨光電子能譜技術 
  
     角分辨光電子能譜技術，是研究材料內部電子狀態和zui直接和zui有力的實驗手段。它可以直接探測材料中電子運動的方向、速度、以及超導體中的能隙。自1986年高溫超導體發現以來，角分辨光電子能譜對高溫超導的研究，提供了許多重要的實驗信息，包括高溫超導體的超導能隙為各項異性的d波的實驗證據，正常態贗能隙的存在，以及高溫超導體中普遍存在的電子耦合的證據。隨著對超導機理研究的不斷深入，對角分辨光電子能譜技術的精度要求也越來越高。特別是要研究在高溫超導體中，電子和電子之間是如何配對時，就需要研究電子是如何與其它的實體，如材料中晶格的振動（聲子），或材料中的磁結構，相互作用的（通常把這種作用成為多體相互作用）。但這種對精細電子結構的研究，需要光電子能譜儀具有高分辨率和穩定性。它是高溫超導研究中的重要方面，也是難度高及具挑戰性的實驗。