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中国科学家首次证实量子相变中存在量子金属态

更新日期:2019-11-26
摘要:

记者11月15日从中国电子科技大学获悉,该校领导了由北京大学,北京师范大学,清华大学,布朗大学和美国等有关专家 […]

记者11月15日从中国电子科技大学获悉,该校领导了由北京大学,北京师范大学,清华大学,布朗大学和美国等有关专家组成的研究小组,以充分确认高温超导纳米多孔膜中的量子世界首次。金属态的存在为研究量子金属态提供了新的思路。相关论文“绝缘相变中的超导玻色金属态”已以“首次发布”的形式发表在国际著名杂志“科学”上。

量子材料和量子相变是本世纪凝聚态物理和材料领域的热点。自从发现高温超导以来,二维量子金属态的存在和形成机理一直是重要的物理问题,在国际学术界已经有30多年的历史了。根据安德森尺度理论,由于量子干涉效应和零温度下的相干长度发散,当载流子接近绝对零时,它们将表现出局部效应,因此理论上没有二维量子金属态。尽管已经在各种二维超导系统中通过实验找到了量子金属态的可能迹象,但是由于临界温度低和外部高频噪声的影响,二维量子金属态的存在仍然存在争议。

作为该学校电子薄膜与集成器件国家重点实验室的原始成果,在中国电子科技大学的研究论文中被提出为第一单元,而杨超则为第一作者。通过调节反应离子刻蚀时间,在钇钡铜氧多孔膜中实现了超导量子金属-绝缘体的相变。通过极低温传输测试发现,超导,金属和绝缘的三个量子态与库珀电子对相关。h/ 2e周期超导量子渗透振荡证明量子金属态为玻色金属态,表明库珀在玻色子形成量子金属态中起主导作用。未来,对量子金属起源的探索将改变国际学术界对量子材料的认识,并促进量子器件领域的发展。

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