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Company LOGO 有机超导体 报告人：李琨琨 潘伯津 有机超导体 有机超导的提出 1 电荷转移复合物 2 C60 3 氧化聚丙烯 4 室温超导？？ 5 有机超导的提出 有机化合物=绝缘体？？ 1954 年: Akamatsu.H等人用芘与溴合 成的电荷转移复合物，引起了人们对 有机化合物认识上的巨大改变。 1964 年: 美国的利特尔，认为有机化合物这类分子晶体具有超导性的可能，并给出了Little 模型 有机超导的提出 认为有机物中传导电子间的吸引互作用来自附着于导电主链侧向高极化率的有机基团, 即激子机制的超导性 “激子途径”——与BCS理论类似，两个电子通过交换激子耦合。 实现途径：准一维有机分子 链、共轭双键排布（单双键 交错）、极化基团。 理论Tc可达2000K! “Little’s Dream” Little W. A., Phys. Rev., 1964, 134:1416 有机超导的提出 一维晶体的Peierls不稳定性：源自电子和晶格的强烈作用，使得晶格畸变，低温下倾向成为绝缘体。 Solution：把一维有机链二维化！ 有机超导的提出 1973 年:第一个有机金属TTF- TCNQ电荷转移复合物被发现 1980 年，第一个有机超导体： ( TMTSF) 2PF6 电荷转移复合物[ Bechgaard 盐]被发现。 1982 年:第一个基于硫体系的电荷转移复合物； ( BEDT- TTF) 2ClO4 ( 1, 1, 2- 三氯乙烷) 被发现 1983 年:第一个基于硫体系的有机超导体(BEDT- TTF) 2ReO4 电荷转移复合物被发现 …… 80’s：有机超导体的发现 Little模型的改良。 离子晶体(TMTSF)2PF6 Bachgaard K., et al., J. Physique, 1980, 41:95 有机超导的提出 目前发现的有机超导体大概有40多种，可以大概分为以下三类： 1 电荷转移复合物 2 C60掺杂 3 氧化聚丙烯 电荷转移复合物 已发现的40多种有机超导体中，大部分属于由电荷给体(D)和电荷受体(A)结合而成的电荷转移复合物(Charge Transfer Complex,简写为：CTC) 电荷转移复合物根据得失电子可以分为两种： 一类是电子给体型 一类为电子受体型 电荷转移复合物—电子给体型 电荷转移复合物—电子给体型 电荷转移复合物—电子受体型 电荷转移复合物—电子受体型 Dmit Picene C60 2009, Kubozono Y. et al. 2011, Chen X. H. et al. 2011, Chen G. F. et al. 有机超导的提出 目前发现的有机超导体大概有40多种，可以大概分为以下三类： 1 电荷转移复合物 2 C60掺杂 3 氧化聚丙烯 C60 1985年Kroto.HW等人发现C60,并随之命名为Buckminste fullerene,即为巴克敏斯特富勒烯，简称富勒烯，又称巴克球、足球烯、C60等。 C60 1991年贝尔实验室Hebard等人在掺K 的C60中观察到超导电性(超导转变温度Tc =18 K) 到目前为止, 已经在掺碱金属Li 、Na 、Rb 、Cs , 碱土金属Ba 、Ca 、Sr , 稀土元素Yb 、Sm, 或者它们合金的C60中观察到了超导电性。掺杂C60超导体的超导转变温度普遍较高, 其中RbCs2C60 的Tc可达33 K , 创下了有机超导体超导转变温度的最高纪录；加压下可以达到38K。 C60 C60超导机制： 该机制认为位于同一C60球上的两个电子可以由电子之间的关联产生相互吸引。 通过微扰论计算发现, 对于合适的U/ t 3(t 是最近邻C 原子间的跃迁参数,U 是同一个C 原子上的两个电子的库仑排斥作用), 可以在一个分子上的两个单重态电子之间产生有效相互吸引。 解释实验观察到的为一个分子直径数量级的短的相干长度。另外该机制还推出在掺杂量x =0 , 2 , 4 , 6 区域不存在超导, 也和实验结果一致。 1 电子——电子关联机制 C60 C60超导机制： 这种耦合机制目前居于统治地位。 显著的同位素效应 随晶格常数减小而单调下降的Tc —a 关系 磁场穿透深度随温度变化λ(Σ) 超导能隙及其随温度变化2Δ(0)/ kTc =3 ～ 5 自旋磁化率随温度变化χ(T) Tc 处比热容的跳变ΔC/ Tc 都可在电声耦合机制范围内得到似乎合理的解释。 2 传统电声耦合机制 C60 C60超导机制： 在双成分超导电性模型中, 近巡游载流子与近局域载流子的相互杂化对系统产生