陳偉 王思怡 陳科
1月14日，電子科技大學(xué)官網(wǎng)發(fā)布消息稱，中國(guó)工程院院士、電子科技大學(xué)電子薄膜與集成器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任李言榮院士團(tuán)隊(duì)與合作者們協(xié)同攻關(guān)，首次在高溫超導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了玻色子奇異金屬。研究成果已于1月12日發(fā)表在國(guó)際著名期刊《Nature》上。
目前，人類社會(huì)賴以生存的電子工業(yè)與器件發(fā)展幾乎完全基于費(fèi)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(dǎo)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(lái)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(dǎo)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(zhǎng)期以來(lái)難以攻克的科學(xué)難題。
YBCO納米網(wǎng)孔薄膜中量子金屬-絕緣體量子相變點(diǎn)附近的奇異金屬態(tài)。電子科技大學(xué)供圖
為此，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)在高溫超導(dǎo)釔鋇銅氧（YBCO）薄膜中精準(zhǔn)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(chǎng)線性變化的奇異金屬態(tài)。在低于超導(dǎo)臨界溫度時(shí)，他們又證明了體系的載流子是玻色子。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過(guò)標(biāo)度分析發(fā)現(xiàn)，玻色子奇異金屬的電阻由溫度與磁場(chǎng)簡(jiǎn)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(dòng)力學(xué)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(xué)基礎(chǔ)，對(duì)揭示耗散效應(yīng)對(duì)玻色子量子相干的定量影響，推動(dòng)未來(lái)低能耗超導(dǎo)量子計(jì)算以及極高靈敏量子探測(cè)技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論和實(shí)際意義。
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