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下载安装Flash播放器中国科学院物理研究所超导国家重点实验室周兴江研究小组及其合作者利用超高分辨率的真空紫外激光角分辨光电子能谱分析技术, 在对铜氧化物高温超导体的电子结构研究中取得重要进展。他们在实验上不仅直接观察到费米口袋(Fermi pocket)的存在, 而且观察到费米口袋和费米弧 (Fermi arc)的共存。中国科学院物理研究所超导国家重点实验室周兴江研究员以“高温超导体研究取得重要进展——在铜氧化物高温超导体中直接观察到费米口袋”为题，在《2010科学发展报告》上撰文对上述成果做了简要介绍。
文章首先指出铜氧化物高温超导体的发现,对凝聚态物理提出了许多根本性而又极具挑战性的重要问题。高温超导体在少量载流子掺入的欠掺杂区域存在“赝能隙”。在传统超导体中,超导能隙只有在材料进入超导态(Tc以下)才打开；但在铜氧化物高温超导体的欠掺杂区域，在Tc以上一定的温度范围，已经有所谓的赝能隙打开。理解赝能隙的本质及其与超导电性的关系，对理解高温超导机制具有至关重要的作用。
高温超导体的母体在少量载流子掺入后的欠掺杂区域，其费米面应具有的拓扑形状是理解高温超导体奇异物性的最基本的问题。在理论上,不同的理论框架预言费米面的拓扑形状可能是大的费米面、费米弧或者是费米口袋。在实验上,近期的一系列量子振荡实验, 表明在欠掺杂样品中可能存在费米口袋。
周兴江研究员等通过采用真空紫外激光角分辨光电子能谱测得的欠掺杂Bi2201高温超导体的费米面发现，强信号的主费米面与弱费米面相交形成一个封闭的费米口袋。他们还通过在超导温度以上和以下分别测得的费米面以及费米面上对应的电子能谱曲线获得的能隙信息发现了费米口袋和费米弧共存的现象。实验观察到的费米口袋为空穴型, 它的面积大小与样品的掺杂浓度相对应。这些结果，加上费米口袋在布里渊区中的位置以及独特的掺杂演变，对确立欠掺杂区域费米面的形状和检验已有的各种理论提供了重要的信息。
文章最后指出费米口袋和费米弧在正常态的共存对理解高温超导体奇异正常态的性质, 检验和建立新的理论，具有重要的推动作用。（摘自中国科学院“科学发展报告”课题组撰写的《2010科学发展报告》）