北京時(shí)間11月24日零點(diǎn)，學(xué)術(shù)期刊《自然》刊發(fā)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳仙輝院士團(tuán)隊(duì)吳濤教授等人的最新發(fā)現(xiàn)：利用高壓下的核磁共振譜學(xué)技術(shù)，在籠目超導(dǎo)體銫釩銻中觀察到一種由壓力誘導(dǎo)的新型電荷有序態(tài)，并發(fā)現(xiàn)該電荷有序態(tài)與超導(dǎo)態(tài)在壓力下呈現(xiàn)出一種類似高溫超導(dǎo)體的競爭相圖。該成果是陳仙輝院士團(tuán)隊(duì)繼今年2月在《自然》報(bào)道籠目超導(dǎo)體中新型電子向列相之后的又一重大發(fā)現(xiàn)。

在非常規(guī)超導(dǎo)體研究中，人們發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)態(tài)與競爭電子態(tài)之間總是存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的競爭現(xiàn)象，并且它們還可以相互交織，進(jìn)一步形成新奇的超導(dǎo)態(tài)。探索超導(dǎo)態(tài)與競爭電子態(tài)之間復(fù)雜的衍生現(xiàn)象及其物理機(jī)制，是當(dāng)前超導(dǎo)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵問題之一。

在前期研究中，中國科大研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在壓力下，籠目超導(dǎo)體中超導(dǎo)態(tài)與電荷密度波態(tài)存在反常的競爭行為，表明可能存在尚未被發(fā)現(xiàn)的競爭電子序。此次工作中，吳濤等人開展了壓力下籠目超導(dǎo)體銫釩銻的核磁共振研究，結(jié)果表明：當(dāng)靜水壓高于約合0.6萬個(gè)大氣壓時(shí)，體系的超導(dǎo)電性被劇烈地壓制，與此同時(shí)衍生出一種新的電荷密度波態(tài)，類似于此前在高溫銅氧化物超導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)的一種競爭電子序——電荷條紋序。當(dāng)進(jìn)一步增加壓力至約合2萬個(gè)大氣壓以上時(shí)，新的電荷密度波態(tài)被完全壓制，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度也同時(shí)提升至最高值。這些結(jié)果表明，新的電荷有序態(tài)與超導(dǎo)態(tài)存在強(qiáng)烈的競爭，是一種新的競爭電子序。此外，研究團(tuán)隊(duì)還觀察到籠目超導(dǎo)體中電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)導(dǎo)致的電荷漲落現(xiàn)象以及壓力下可能的非常規(guī)超導(dǎo)電性。

籠目超導(dǎo)體是一種新型超導(dǎo)材料，由于其特殊的幾何結(jié)構(gòu)以及非局域的電子關(guān)聯(lián)作用，已展現(xiàn)出諸多奇異的物理性質(zhì)，被認(rèn)為是一種具有重要科學(xué)研究價(jià)值的新型量子材料。本次實(shí)驗(yàn)揭示了籠目超導(dǎo)體中新奇的電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)以及豐富的衍生現(xiàn)象，為理解超導(dǎo)態(tài)與競爭電子態(tài)之間復(fù)雜的相互作用機(jī)制提供了新契機(jī)，也為在籠目超導(dǎo)體中探索新奇超導(dǎo)態(tài)提供了新方向。另外，吳濤指出：“從電子-電子之間關(guān)聯(lián)相互作用的角度來看，雖然籠目超導(dǎo)體具有較弱的關(guān)聯(lián)相互作用，但卻觀察到類似高溫超導(dǎo)體的競爭電子序，這表明籠目超導(dǎo)體中可能具有一種新的電子-電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)，但具體的物理機(jī)制還有待進(jìn)一步探究。”

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