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科技日報記者 吳長鋒
記者從中國科學技術大學獲悉，北京時間24日零點，學術期刊《自然》刊發(fā)該校陳仙輝院士團隊吳濤教授等人的最新發(fā)現(xiàn)，他們利用高壓下的核磁共振譜學技術，在籠目超導體銫釩銻中觀察到一種由壓力誘導的新型電荷有序態(tài)，并發(fā)現(xiàn)該電荷有序態(tài)與超導態(tài)在壓力下呈現(xiàn)出一種類似高溫超導體的競爭相圖。該成果是陳仙輝院士團隊繼今年2月在《自然》報道籠目超導體中新型電子向列相之后的又一重大發(fā)現(xiàn)。
中國科學技術大學陳仙輝院士（中）團隊合影。
在非常規(guī)超導體研究中，人們發(fā)現(xiàn)超導態(tài)與競爭電子態(tài)之間總是存在著錯綜復雜的競爭現(xiàn)象，并且它們還可以相互交織，進一步形成新奇的超導態(tài)。探索超導態(tài)與競爭電子態(tài)之間復雜的演生現(xiàn)象及其物理機制是當前超導研究領域的關鍵問題之一。
籠目超導體是一種新型超導材料，由于其特殊的幾何結構以及非局域的電子關聯(lián)作用，已展現(xiàn)出諸多奇異的物理性質，被認為是一種具有重要科學研究價值的新型量子材料。在前期研究中，中國科大研究團隊發(fā)現(xiàn)在壓力下，籠目超導體中超導態(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。
陳仙輝院士、吳濤教授與學生們在討論課題實驗。
吳濤多年來一直致力于利用核磁共振譜學技術研究高溫超導體中的競爭電子序，并在中國科大建立了具有綜合極端條件（強磁場、極低溫和超高壓）的核磁共振實驗平臺。此次工作中，吳濤等人開展了壓力下籠目超導體銫釩銻的核磁共振研究，結果表明：當靜水壓高于約合0.6萬個大氣壓時，體系的超導電性被劇烈地壓制，與此同時演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體中發(fā)現(xiàn)的一種競爭電子序-電荷條紋序。當進一步增加壓力至約合2萬個大氣壓以上時，新的電荷密度波態(tài)被完全壓制，超導轉變溫度也同時提升至最高值。這些結果表明新的電荷有序態(tài)與超導態(tài)存在強烈的競爭，是一種新的競爭電子序。此外，研究團隊還觀察到籠目超導體中電子關聯(lián)效應導致的電荷漲落現(xiàn)象以及壓力下可能的非常規(guī)超導電性。
上述實驗揭示了籠目超導體中新奇的電子關聯(lián)效應以及豐富的演生現(xiàn)象，為理解超導態(tài)與競爭電子態(tài)之間復雜的相互作用機制提供了一個新的契機，也為在籠目超導體中探索新奇超導態(tài)提供了一個新的方向。
另外，吳濤指出：“從電子-電子之間關聯(lián)相互作用的角度來看，雖然籠目超導體具有較弱的關聯(lián)相互作用，但卻觀察到類似高溫超導體的競爭電子序，這表明籠目超導體中可能具有一種新的電子-電子關聯(lián)效應，但具體的物理機制還有待進一步探究。”
（中國科大供圖）
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