科學(xué)家在五層銅酸鹽實(shí)驗(yàn)中觀察到了費(fèi)米口袋，證實(shí)了理論，其研究成果發(fā)表在《科學(xué)》期刊上，描述了對銅酸鹽Ba2Ca4Cu5O10(FO)2的研究，以對超導(dǎo)電性的了解。加州大學(xué)戴維斯分校(University Of California Davis)的Inna Vishik也在同一期上發(fā)表了一篇文章，介紹了涉及銅酸鹽及其轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)研究背景。銅酸鹽是由它們的陰離子銅配合物定義，它們的超導(dǎo)材料轉(zhuǎn)變溫度也是最高的。

當(dāng)然，超導(dǎo)體是能讓電流在沒有電阻的情況下通過材料。大多數(shù)材料必須經(jīng)過處理才能成為超導(dǎo)材料，如冷卻。因此，當(dāng)這類材料從常規(guī)導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體時，會有一個過渡階段。正如Vishik指出的那樣，先前的研究表明，銅酸鹽具有一些最高的轉(zhuǎn)變溫度，這使得它們成為誘人的研究目標(biāo)。在過去的幾年里，已經(jīng)有相當(dāng)多的研究闡明了影響超導(dǎo)電性的因素，但到目前為止，人們?nèi)匀徊惶宄@一點(diǎn)。

盡管有數(shù)百種銅酸鹽可供選擇，但研究人員只研究了幾種銅酸鹽。正是出于這個原因，研究小組選擇研究一種很少或根本沒有研究的銅酸鹽，即五層銅酸鹽，Ba2Ca4Cu5O10(FO)2。這項(xiàng)工作涉及在莫特絕緣體中摻雜銅酸鹽，這項(xiàng)研究在過去被證明是具有挑戰(zhàn)性的。理論表明，如果在Mott絕緣體上添加少量的載流子，費(fèi)米口袋應(yīng)該可以觀察到。研究人員能夠克服其他研究人員由于選擇銅酸鹽而遇到的問題。

它有一個由五個氧化銅平面組成的單元電池，而不是普通的兩個，這樣當(dāng)口袋變得可見時，就更容易觀察到它們，研究人員看到了其中的兩個，支持了預(yù)測他們的理論。銅氧化物材料中的超導(dǎo)電性是通過摻雜一種稱為Mott絕緣體的特殊相關(guān)態(tài)而出現(xiàn)。然而，研究向Mott絕緣體中添加少量電荷載流子(空穴或電子)時會發(fā)生什么，在實(shí)驗(yàn)上是具有挑戰(zhàn)性的。

研究了不尋常的銅酸鹽Ba2Ca4Cu5O10(FO)2，它在一個單元中有五個氧化銅平面，而大多數(shù)銅酸鹽有一個或兩個。在光電子發(fā)射和量子振蕩數(shù)據(jù)中都觀察到了兩個費(fèi)米口袋，其中最里面的氧化銅平面起著至關(guān)重要的作用。