傅立叶变换红外技术(FT-IR)助力超导研究

自 1911 年在汞中发现超导现象以来，超导作为一种宏观的物质量子现象，一百多年来始终吸引着科学家的研究兴趣。超导体表现出的迷人的电子特性和磁性特性（例如，零电阻和完美的抗磁性）在许多领域具有不可替代的应用，例如，输电、高磁场的产生、超弱磁场探测以及量子计算。在超导研究领域，寻找高温超导体以及了解非常规超导机理是最为重要的两个课题。光谱学是研究非常规超导体中电荷和晶格动力学的强有力技术。

南京大学的研究人员使用适配了低温恒温器的布鲁克VERTEX 80v真空型光谱仪对超导性进行了研究（实验室照片经Dai博士和Wen教授许可使用）

长期以来，南京大学超导物理与材料研究中心的科学家一直在使用红外光谱技术研究非常规超导的物理特性。他们使用布鲁克Vertex 80v 真空型傅立叶变换红外光谱仪，结合原位金蒸发技术，在室温到液氦温度（4.2K）的不同温度下，在8-50000 cm-1（1 meV – 6.25 eV）的宽光谱范围内，以超高精度测量超导材料的绝对反射率。VERTEX 80v可实现的超宽频率范围，涵盖了超导材料中大多数重要的集体激发和相互作用的能量范围，例如超导能隙、赝能隙、莫特或电荷转移能隙、洪德耦合、准粒子散射率、红外活性声子模和带间电子跃迁。研究人员通过追踪这些重要的激发和相互作用随温度或化学掺杂的演化，区分出产生非常规超导性的关键成分。

对于上述某些要求严苛的实验而言，必须检测出样品的最小反射率变化（例如 <2%）。因此，傅立叶变换红外光谱仪须具备极高的稳定性和极佳的灵敏度。宽光谱范围（特别是远红外/太赫兹波段范围的扩展）对于能否成功而言非常重要，因为在这个光谱范围内，出现了许多相关的谱学特征，而实验室空气中的水蒸气吸收可能会严重干扰测量。对此，具有全真空光学系统的真空型傅立叶变换红外光谱仪是彻底避免此问题的理想方法，并且可提供所有台式傅立叶变换红外光谱仪系统中可实现的最高稳定性和最佳灵敏度。

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