国家脉冲强磁场科学中心用户最新研究成果聚焦铁基超导与奇异金属态间的量化规律
发布时间:2023.01.19

来源:国家脉冲强磁场科学中心 编辑:张雯怡 浏览次数:

新闻网讯(通讯员 王俊峰)1月16日,《自然·物理》(Nature Physics)正式刊发了国家脉冲强磁场科学中心用户中国科学院物理研究所金魁研究员题为《FeSe中超导与奇异金属态间相互作用》(Interplay between superconductivity and the strange-metal state in FeSe)的论文。该成果是依托我校脉冲强磁场设施电输运实验测试平台,由中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室金魁研究员、陈其宏特聘研究员带领其研究团队取得的最新研究进展。国家脉冲强磁场科学中心杨明老师和王俊峰研究员提供了关键的强磁场科学测量。

 

高温超导微观机理是凝聚态物理最具挑战的科学难题之一。当高温超导电性被外磁场破坏后,其正常态电阻率会展现出随温度线性变化(从高温延伸至接近绝对零度)的“奇异金属”行为。金魁、陈其宏研究团队采用脉冲激光沉积法生长了FeSe薄膜,并利用离子液体调控技术进行电子掺杂,实现了FeSe的超导转变温度Tc从8K至45K的连续调控。然后利用脉冲强磁场设施的50T强磁场压制超导,首次获得了FeSe体系奇异金属态的实验证据:强磁场下正常态电阻率随温度线性依赖、低温下正常态电阻率随磁场线性依赖、以及磁电阻率随温度(T)和磁场(H)的H/T标度不变行为。通过离子液体精细调控获得了在很宽的掺杂范围内超导温度Tc和奇异金属态线性电阻斜率A1的系统数据,证实其具有抛物线关系,即Tc∝A10.5关系对FeSe基超导体成立。在同期发表的Research Briefing中,Nature Physics杂志主编David Abergel评价“这个工作报道的奇异金属态和超导之间的定量化关系是一个令人兴奋的发现,说明铁基和铜基超导很可能具有相同的机制”(This paper is exciting because finding a quantitative relationship between the strange metal and superconductivity indicates that the mechanism for these might be universal to other superconductors, such as the cuprates)。

 

强磁场揭示FeSe薄膜中奇异金属态与超导的定量化物理规律

 

近年来,国家脉冲强磁场科学中心王俊峰课题组依托脉冲强磁场设施电输运实验平台,与北京大学、清华大学、中科院物理所等国内顶尖科研单位积极开展合作,先后在Nature Physics、Nature Communications、Science Advance上发表包括“第三种规律对数周期量子振荡”、“强磁场诱导外尔费米子湮灭”、“陈绝缘体中强磁场诱导零级霍尔平台态”等重要科研成果,充分发挥了该设施在前沿科学研究上的支撑作用,促进了我校物理学科发展。

 

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41567-022-01894-4

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