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科学家首次证实量子相变中量子金属态存在

2019-11-18 23:14来源:新华社
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新华社成都11月18日电(记者吴晓颖)中外科学家携手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。该成果相关论文近日在国际期刊《科学》上以“first release(首次发布)”形式刊发。 

量子材料及量子相变是21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30多年来国际学术界一直悬而未决的重要物理问题。尽管实验上在各种二维超导体系发现了量子金属态的可能迹象,但受低临界温度的制约以及外界高频噪声的影响,二维量子金属态是否存在具有争议。

由电子科技大学李言荣院士团队牵头与北京大学、北京师范大学、清华大学、美国布朗大学等相关专家组成的研究团队对此展开研究,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3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。

业内人士认为,这一发现为国际上争论了30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,将推动量子器件领域的发展。

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关键词 :
量子相变
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