科學家首次證實量子相變中量子金屬態存在

新華社成都11月18日電(記者吳曉穎)中外科學家攜手首次在高溫超導納米多孔薄膜中完全證實了量子金屬態的存在。該成果相關論文近日在國際期刊《科學》上以“first release(首次發布)”形式刊發。

量子材料及量子相變是21世紀凝聚態物理與材料領域的研究熱點。自高溫超導發現以來,二維量子金屬態的存在及其形成機制是30多年來國際學術界一直懸而未決的重要物理問題。盡管實驗上在各種二維超導體系發現了量子金屬態的可能跡象,但受低臨界溫度的制約以及外界高頻噪聲的影響,二維量子金屬態是否存在具有爭議。

由電子科技大學李言榮院士團隊牽頭與北京大學、北京師范大學、清華大學、美國布朗大學等相關專家組成的研究團隊對此展開研究,通過調節反應離子刻蝕的時間,在高溫超導釔鋇銅氧(YBCO)多孔薄膜中實現了超導—量子金屬—絕緣體相變。通過極低溫輸運測試發現,超導、金屬與絕緣這3個量子態都有與庫珀電子對相關的h/2e周期的超導量子磁導振蕩,證明量子金屬態是玻色金屬態,揭示出庫珀對玻色子對于量子金屬態的形成起到了主導作用。

業內人士認為,這一發現為國際上爭論了30多年的量子金屬態的存在提供了有力的證據,并為研究量子金屬態提供了新思路,將推動量子器件領域的發展。(完)

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