我科學家在籠目超導體研究中有重大發現

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本報合肥11月24日電（記者馬榮瑞 通訊員王敏） 北京時間24日零點，學術期刊《自然》刊發中國科學技術大學陳仙輝院士團隊吳濤教授等人的最新發現：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，並發現該電荷有序態與超導態在壓力下呈現出一種類似高温超導體的競爭相圖。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後的又一重大發現。

在非常規超導體研究中，人們發現超導態與競爭電子態之間總是存在着錯綜複雜的競爭現象，並且它們還可以相互交織，進一步形成新奇的超導態。探索超導態與競爭電子態之間複雜的衍生現象及其物理機制，是當前超導研究領域的關鍵問題之一。

在前期研究中，中國科大研究團隊發現，在壓力下，籠目超導體中超導態與電荷密度波態存在反常的競爭行為，表明可能存在尚未被發現的競爭電子序。此次工作中，吳濤等人開展了壓力下籠目超導體銫釩銻的核磁共振研究，結果表明：當靜水壓高於約合0.6萬個大氣壓時，體系的超導電性被劇烈地壓制，與此同時衍生出一種新的電荷密度波態，類似於此前在高温銅氧化物超導體中發現的一種競爭電子序——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，新的電荷密度波態被完全壓制，超導轉變温度也同時提升至最高值。這些結果表明，新的電荷有序態與超導態存在強烈的競爭，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效應導致的電荷漲落現象以及壓力下可能的非常規超導電性。

籠目超導體是一種新型超導材料，由於其特殊的幾何結構以及非局域的電子關聯作用，已展現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。本次實驗揭示了籠目超導體中新奇的電子關聯效應以及豐富的衍生現象，為理解超導態與競爭電子態之間複雜的相互作用機制提供了新契機，也為在籠目超導體中探索新奇超導態提供了新方向。另外，吳濤指出：“從電子-電子之間關聯相互作用的角度來看，雖然籠目超導體具有較弱的關聯相互作用，但卻觀察到類似高温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-電子關聯效應，但具體的物理機制還有待進一步探究。”