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电子科大科研团队在《Science》发表原创成果 首次在高温超导中发现量子金属态

四川新闻网成都11月14日讯(记者 陈淋)11月14日,国际著名期刊《Science》以“first release”形式刊发《超导-绝缘相变中的玻色金属态》(Intermediate bosonic metallic state in the superconductor-insulator transition),电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室博士生杨超(导师李言荣院士)为第一作者,熊杰教授为通讯作者,张万里教授、李言荣院士为共同作者。这是电子科大首次以第一单位在《科学》正刊上发表研究成果,该发现是在该校国家重点实验室做出的原创成果,标志着该校在高温超导量子相变领域取得了重大研究进展。

量子材料以及量子相变是本世纪凝聚态物理与材料领域的研究热点。自高温超导发现以来,二维量子金属态的存在及其形成机制是三十多年来国际学术界一直悬而未决的重要物理问题。电子科技大学张万里、熊杰研究团队与北京大学王健教授团队、林熙研究员课题组、北京师范大学刘海文研究员、清华大学姚宏教授、美国布朗大学James M. Valles Jr 教授、Jimmy Xu教授等合作首次在高温超导纳米多孔薄膜中完全证实了量子金属态的存在。通过调节反应离子刻蚀的时间,在高温超导钇钡铜氧(YBCO)多孔薄膜中实现了超导—量子金属—绝缘体相变。通过极低温输运测试发现,超导、金属与绝缘这三个量子态都有与库珀电子对相关的h/2e周期的超导量子磁导振荡,证明量子金属态是玻色金属态,揭示出库珀对玻色子对于量子金属态的形成起到了主导作用。

该工作得到了美国科学院院士、斯坦福大学Steven A. Kivelson教授的高度评价,评论文章发表在凝聚态物理杂志俱乐部上。Steven教授指出:“对于量子金属起源的探索将会改变我们对量子材料的认识,将极大推动量子器件领域的发展”。这一发现为国际上争论了三十多年的量子金属态的存在提供了有力的证据,并为研究量子金属态提供了新思路。

从“十三五”开始,在李言荣院士的带领下,张万里教授团队在量子信息材料与器件、二维材料与器件、异质异构集成技术等前沿交叉领域积极谋划和布局,在Science、Nature Chemistry、Nature Communications、Advanced Materials等国际著名期刊发表系列创新性研究成果,牵头获得国家技术发明二等奖,这些成果显著提高了电子科大在电子薄膜材料与器件领域的国内外影响力。

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