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[材料资讯] 李言荣课题组Science:在高温超导中发现量子金属态

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发表于 2019-11-16 07:30:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
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),我校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。这是我校首次以第一单位在《科学》正刊上发表研究成果,该发现是在我校国家重点实验室做出的原创成果,标志着我校在高温超导量子相变领域取得了重大研究进展。

量子金属态

量子金属态


       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我校在电子薄膜材料与器件领域的国内外影响力。


       论文链接:
       https://science.sciencemag.org/c ... /13/science.aax5798
       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。量子相变与传统的热力学相变不同,是在绝对零度下调节非热力学参量(如磁场、掺杂、压强、无序度等)而发生的相变,相变点附近量子涨落而非热涨落起了重要作用。作为量子相变的经典范例,二维超导-绝缘体相变以及超导-金属相变研究获得了2015年美国凝聚态物理最高奖巴克利奖。在二维超导的量子相变过程中,除超导态与绝缘态两种基态外,是否存在量子金属态一直是理论与实验上争论的焦点。根据安德森标度理论,由于量子干涉效应以及相位相干长度在零温下发散的特性,载流子在趋于绝对零度时会表现出局域化效应,因此理论上不存在二维量子金属态。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,二维量子金属态的存在及其形成机制仍存在着巨大的争议,是三十多年来国际学术界一直悬而未决的重要物理问题。


       熊杰电子科技大学教授,博导,国家优秀青年科学基金获得者,四川省学术和技术带头人,教育部新世纪优秀人才,四川省##计划,四川省杰出青年学术技术带头人,电子科技大学百人计划。低维功能材料与量子器件研究所 所长。  1979年7月出生于四川大竹,2002年7月电子科技大学应用化学本科毕业,2007年6月获电子科技大学材料物理化学专业博士学位,同年6月留电子科技大学微电子与固体电子学院工作。2009年5月-2010年5月在美国Los Alamos国家实验室超导中心(Superconductor Technology Center)从事博士后研究,2010年5月-2011年5月美国Los Alamos国家实验室综合纳米技术中心(Center for Integrated Nanotechnology)助理研究员。现为美国材料研究协会(MRS),美国真空协会(AVS),美国物理学会(APS),IEEE会员,中国真空学会高级会员,中国电子学会高级会员,四川省科协科青联会理事。
       张万里,男,1966年2月生,重庆铜梁人,中共党员,教授,博士生导师。现任电子科学与工程学院常务副院长,示范性微电子学院院长,电子薄膜与集成器件国家重点实验室副主任(兼),IEEE会员、中国微米纳米技术学会高级会员,中国电子学会元器件分会委员,四川省高等学校优秀共产党员,四川省学术技术带头人,国务院政府特殊津贴获得者,入选国家“有突出贡献中青年专家”和“国家百千万人才工程”。
       李言荣,男,汉族,1961年7月生,四川省射洪县人,中共党员,中国工程院院士,亚太材料科学院院士,电子科技大学教授、博士生导师。现任四川大学校长(副部长级)、四川省科学技术协会第九届委员会主席  。1983年本科毕业于四川师范大学化学系后参加工作。1992年中国科学院长春应用化学研究所博士研究生毕业,随后在电子科技大学做博士后,同年7月入党。1994年在电子科技大学晋升为教授。1998年任电子科技大学原信息材料工程学院副院长、院长。2001年任电子科技大学微电子与固体电子学院院长。2003年任电子科技大学党委常委。2011年当选为中国工程院院士。2013年任电子科技大学党委副书记、校长。2017年任四川大学校长(副部级)  。2019年任四川省科学技术协会第九届委员会主席。2019年当选为亚太材料科学院院士 。



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