9月17日消息，英国华威大学（University of Warwick）化学系研究团队联合法国欧洲同步辐射光源（ESRF），利用扫描3D X射线衍射技术首次构建铜氧化物高温超导体内部的三维图像，发现这类材料并非40年来理论界假设的“整体均匀”晶体，而是由两种微妙不同的原子排列区域构成的“拼布”（patchwork）结构。成果发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。

研究观察到的晶体被划分为具有两种原子排列的区域，其间的边界宽度比任何人预期的两种晶体结构之间的边界宽数百倍，宽到几乎可视为一种独立结构，而非简单的分界线。领衔研究的 Mark Senn 教授表示：“40年来的工作假设是这些材料从头到尾完全一致，几乎所有理论都建立在那一图像上。我们证明它不成立——晶体从根本上是有织构的拼布结构，异常宽的边界区域很可能在对抗超导，而不仅仅置身事外。”

团队认为，这可能解释为何某些铜氧化物材料性能优于其他材料，意味着一些现有的体相测量需要重新解释，未来理论模型必须纳入这种结构复杂性。他们还推测此类隐藏结构可能在更广泛的铜氧化物超导体家族中普遍存在，甚至出现在其他被探索用于极端压力超导的材料中。

高温超导被视为过去40年最重要的科学发现之一，支撑着零电阻电网、更强医用磁体与量子计算机等未来技术的研究。方法学上，该成果依托 ESRF 近期完成的 1.5亿欧元升级；扫描3D X射线衍射如同晶体内部的“CT扫描”，为在三维尺度、以前所未有的精度观察广泛材料的内部结构如何塑造其性能开辟了路径。 （来源：Phys.org）