中新社成都1月13日電 (感謝 賀劭清)感謝13日從電子科技大學(xué)獲悉，國(guó)際著名期刊《Nature》發(fā)表了題為《玻色子體系中得奇異金屬態(tài)》(Signatures of a strange metal in a bosonic system)得研究論文，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。
此研究由電子科技大學(xué)電子薄膜與集成器件China重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李言榮院士團(tuán)隊(duì)為主完成，這是該團(tuán)隊(duì)繼前年年在《Science》上首次報(bào)道實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)量子金屬態(tài)后，在量子科技領(lǐng)域取得得又一重大發(fā)現(xiàn)。
據(jù)了解，宇宙中得基本粒子分為費(fèi)米子與玻色子兩種。其中，人類社會(huì)目前賴以生存得電子工業(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，面臨性能持續(xù)提升得瓶頸問(wèn)題，無(wú)法滿足快速增長(zhǎng)得信息傳輸需求。而以高溫超導(dǎo)體為代表得玻色子器件，具有完美得零損耗能量傳遞特性，有望帶來(lái)電子信息工業(yè)得革命性變化。
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得新物質(zhì)狀態(tài)，其混亂程度趨向于量子力學(xué)極限。早在三十年前，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)了費(fèi)米子奇異金屬，但是否存在玻色子奇異金屬是長(zhǎng)期以來(lái)難以攻克得科學(xué)難題。
電子科大李言榮院士、熊杰教授研究小組，與美國(guó)布朗大學(xué)James M. Valles Jr教授，北京大學(xué)謝心澄院士、王健教授，北京師范大學(xué)劉海文研究員，四川大學(xué)等合們協(xié)同攻關(guān)，成功突破了費(fèi)米子體系得限制，首次在玻色子體系中誘導(dǎo)出奇異金屬態(tài)。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，實(shí)現(xiàn)了對(duì)玻色子相干性、耗散能等物性得跨尺度調(diào)控，在量子相變臨界區(qū)發(fā)現(xiàn)了電阻隨溫度與磁場(chǎng)線性變化得奇異金屬態(tài)。同時(shí)，低于超導(dǎo)臨界溫度時(shí)，體系霍爾電阻急劇減少為零，并且存在與庫(kù)珀電子對(duì)相關(guān)得h/2e超導(dǎo)量子磁電阻振蕩，證明體系得載流子是玻色子。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過(guò)標(biāo)度分析，發(fā)現(xiàn)玻色子奇異金屬得電阻由溫度與磁場(chǎng)簡(jiǎn)單得線性相加決定，證明了電阻在量子臨界區(qū)與體系內(nèi)在得能量尺度無(wú)關(guān)，滿足標(biāo)度不變得關(guān)系，揭示了玻色子在量子臨界區(qū)存在奇異得動(dòng)力學(xué)行為；建立了玻色子奇異金屬得完備相圖，闡釋了玻色系統(tǒng)耗散量子相變得物理圖像。
據(jù)了解，國(guó)際著名理論物理學(xué)家、美國(guó)科學(xué)院院士Chandra M. Varma發(fā)表專題評(píng)論文章，高度評(píng)價(jià)玻色子奇異金屬得發(fā)現(xiàn)是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域得重大突破?！禢ature》審稿人評(píng)價(jià)此工作是引領(lǐng)量子理論發(fā)展得變革性成果。同時(shí)，《Nature》配發(fā)專題亮點(diǎn)評(píng)述文章，評(píng)價(jià)這項(xiàng)工作突破了現(xiàn)有對(duì)奇異金屬態(tài)與無(wú)序超導(dǎo)體得認(rèn)知框架，將推動(dòng)凝聚態(tài)物理學(xué)領(lǐng)域向前邁出一大步。(完)
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