【引言】
在二維（2D）無序系統中，今日由于量子干涉而導致的相干性超零溫度下的金屬態缺失。一致地，今日當電子在2D無序系統中形成庫珀對時，相干性超基態應該是今日超導體或絕緣體。盡管如此，相干性超在接近零溫度時，今日通過實驗觀察到一種反常的相干性超金屬態，在低溫下表現出遠低于量子電阻的今日殘余電阻。這種意想不到的相干性超金屬態的存在和起源引起了激烈的爭論。在超低溫條件下，今日實驗觀察了2D超導體中金屬反常態的相干性超電阻飽和特性。然而，今日諸如噪聲和載流子過熱等外部影響也可能破壞超導體的相干性超相干性，這使人們對超導系統中2D金屬基態的今日存在產生了懷疑。相干性是理解2D金屬態的關鍵。如果電子的相干長度在低溫下飽和，由于相長量子干擾的減弱，則不應絕對禁止擴散，從而導致在低維電子系統中可能出現金屬態。因此，研究2D超導體反常金屬態中庫柏對的相干性至關重要。
【成果簡介】
今日，在北京大學王健副教授、美國 布朗大學James M. Valles Jr.和成都電子科技大學熊杰教授團隊（共同通訊作者）帶領下，與量子物質科學協同創新中心、中國科學院大學、北京量子信息科學研究院、清華大學和北京師范大學合作，研究了納米相圖案的高溫超導薄膜中，如何通過磁導量子振蕩在超導體-金屬-絕緣體躍遷之間形成量子相干。通過改變薄膜的蝕刻時間來調整相干度。在超導和絕緣狀態之間，檢測到了一種強介電反常金屬態，其特征在于在低溫下的飽和電阻和振蕩幅度。測量結果表明，反常的金屬態是玻色子，相相干的飽和在其形成中起著重要的作用。相關成果以題為“Intermediate bosonic metallic state in the superconductor-insulator transition”發表在了Science。
【圖文導讀】
圖1?納米孔調制的YBCO薄膜中的超導體-異常金屬-絕緣體轉變
圖2 反常金屬態的特征
圖3 通過QPT庫柏對相干性的演變
圖4 納米高溫超導體中無序調諧QPT的相圖
文獻鏈接：Intermediate bosonic metallic state in the superconductor-insulator transition（Science，2019，DOI:?10.1126/science.aax5798）
本文由木文韜翻譯，材料牛整理編輯。
歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱tougao@cailiaoren.com。
