高温超导体理论模型缺一环？这次也许找到了( 二 ) 9.10知识分子TheIntellectual“哈伯

由于这类材料的临界温度可以超越40K ，部分体系甚至突破了液氮的沸点77K（即-196.15摄氏度），也因此被称为高温超导体。除了铜氧化物之外， 2008年之后发现的铁砷化物和铁硒化物等铁基材料，也属于高温超导家族成员。
突破液氮沸点，意味着用液氮冷却就能使材料达到超导温度，实现超导的成本降低了。“液氮的价格跟牛奶差不多，你就想着倒入一桶一桶的牛奶来维持实验室或医院的仪器设备运行，这点钱还是出得起的。” 中国科学技术大学特任教授何俊峰解释说， “但如果是从上海到北京的一条铁路，要一直不停地用牛奶去浇整条铁路，这个钱还是出不起。”
高温超导材料在低损耗大功率输电、高速磁悬浮列车、高分辨核磁共振成像、高灵敏度脑磁图等民用领域有重要应用价值。然而，由于其力学和机械特性不如传统金属材料，加上部分材料有毒或空气敏感等天然缺陷，以及涉及强电流和强磁场下的综合应用参数不够理想等因素，其主要应用场景目前仍是在一些实验室提供强磁场环境，规模化应用尚待发展。
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非常规超导体：一个未解之谜
高温超导体还被科学家们划分到一个更广义的超导材料类别：“非常规超导体” ，人们虽然合成了多种高温超导材料，但无法用现有的常规超导体的机制来解释其超导原理。
超导电性的出现与超导体内部电子的运动模式息息相关。常规超导体中，低温下，两个原本均带负电、互相排斥的电子，通过影响原子晶格产生的振动（这一振动的能量量子称为声子）而建立间接吸引作用，从而两两配对构成 “库伯对” ，在量子相干效应下，这些“库伯对”可以在晶格中无损耗地运动，形成了整体的超导电性。
但在非常规超导体中，电子的运动远非这么简单。以铜氧化物为例。首先，纯的铜氧化物是绝缘体，不导电，由于电子之间的相互作用，几乎没有可以自由移动的电子。
但在 “掺杂” ，即加入新的元素替代或改变化学组分后，这些绝缘母体就会变成金属，进而出现超导。“掺杂” 的说法来自半导体工业。把半导体里的一些原子替换成其他原子从而改变其电子浓度，就叫掺杂。
“举个例子，如果一条链上有很多位置，每个位置上都有一个电子，由于相互排斥它们动不了，就像公路上如果车很多，就堵死了， ” 陈卓昱说， “如果能够掺杂，拿走一些电子，就像公路上少了一点车，电子能动起来，才可能导电，能导电就有可能超导。”

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如何掺杂产生高温超导电性本身就是个难题，而掺杂成功之后，超导体内部则会形成多种复杂的电子态，无法用上述理论归纳。这时应该如何解释非常规超导体的超导性？
物理学界提出的大部分高温超导模型都基于一个基本出发点：哈伯德模型。[5]
哈伯德模型描述了铜氧化物绝缘体状态下的电子间相互作用和能态，但这个模型并非完美。光是采用这个模型，不足以明确解释绝缘材料在掺杂情况下如何产生超导。尽管一些物理学家在此基础上提出了诸多有突破的理论，但仍然很难解释实验中观察到的一些关键现象，如赝能隙、d波配对、费米弧等。[6]
“高温超导机制研究中最大的困难就是哈伯德模型中的电子只具有一个同一格点上的排斥相互作用，而超导的实现需要电子之间相互吸引。”廉骉说。
以哈伯德模型为起点研究高温超导微观机制，一方面需要通过理论模型计算电子之间的相互作用方式，另一方面需要实验测定电子间实际的相互作用大小，比较两者是否完全吻合。