陳偉 王思怡 陳科
1月14日，電子科技大學官網(wǎng)發(fā)布消息稱，中國工程院院士、電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室主任李言榮院士團隊與合作者們協(xié)同攻關(guān)，首次在高溫超導體中發(fā)現(xiàn)并證實了玻色子奇異金屬。研究成果已于1月12日發(fā)表在國際著名期刊《Nature》上。
目前，人類社會賴以生存的電子工業(yè)與器件發(fā)展幾乎完全基于費米子體系，但由于能耗高、損耗大，物理尺寸已近極限，而以高溫超導體為代表的玻色子器件，具有完美的零損耗能量傳遞特性，有望帶來電子信息工業(yè)的革命性變化。奇異金屬與普通金屬不同，其電阻率與溫度成正比，存在于銅基高溫超導體中，是一種電子之間高度量子糾纏的新物質(zhì)狀態(tài)。而是否存在玻色子奇異金屬是長期以來難以攻克的科學難題。
YBCO納米網(wǎng)孔薄膜中量子金屬-絕緣體量子相變點附近的奇異金屬態(tài)。電子科技大學供圖
為此，研究團隊通過在高溫超導釔鋇銅氧（YBCO）薄膜中精準構(gòu)筑納米網(wǎng)孔陣列，在量子相變臨界區(qū)發(fā)現(xiàn)了電阻隨溫度與磁場線性變化的奇異金屬態(tài)。在低于超導臨界溫度時，他們又證明了體系的載流子是玻色子。團隊進一步通過標度分析發(fā)現(xiàn)，玻色子奇異金屬的電阻由溫度與磁場簡單的線性相加決定，揭示了玻色子在量子臨界區(qū)存在奇異的動力學行為，建立了玻色子奇異金屬的完備相圖，闡釋了玻色系統(tǒng)耗散量子相變的物理圖像。
這一發(fā)現(xiàn)為理解凝聚態(tài)物理中奇異金屬的物理規(guī)律、揭示奇異金屬的普適性、完善量子相變理論奠定了重要的科學基礎(chǔ)，對揭示耗散效應對玻色子量子相干的定量影響，推動未來低能耗超導量子計算以及極高靈敏量子探測技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論和實際意義。
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