中外科學(xué)家攜手首次在高溫超導(dǎo)納米多孔薄膜中完全證實了量子金屬態(tài)的存在。該成果相關(guān)論文近日在國際期刊《科學(xué)》上以“first release(首次發(fā)布)”形式刊發(fā)。

量子材料及量子相變是21世紀凝聚態(tài)物理與材料領(lǐng)域的研究熱點。自高溫超導(dǎo)發(fā)現(xiàn)以來，二維量子金屬態(tài)的存在及其形成機制是30多年來國際學(xué)術(shù)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(dǎo)體系發(fā)現(xiàn)了量子金屬態(tài)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(tài)是否存在具有爭議。

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

業(yè)內(nèi)人士認為，這一發(fā)現(xiàn)為國際上爭論了30多年的量子金屬態(tài)的存在提供了有力的證據(jù)，并為研究量子金屬態(tài)提供了新思路，將推動量子器件領(lǐng)域的發(fā)展。(記者吳曉穎)

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