这个院士团队，再添Nature！首次在高温超导体中发现并证实了玻色子奇异金属！

2022年1月12日，国际著名期刊《Nature》发表了电子科技大学题为《玻色子体系中的奇异金属态》（Signatures of a strange metal in a bosonic system）的研究论文，首次在高温超导体中发现并证实了玻色子奇异金属。



该工作是电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室李言荣院士团队为主完成的，博士生杨超为第一作者，熊杰教授为第一通讯作者。这是该团队继2019年在《Science》上首次报道实验发现量子金属态后，在量子科技领域取得的又一重大发现。



宇宙中的基本粒子分为费米子与玻色子两种，是否存在玻色子奇异金属是长期以来难以攻克的科学难题。此次，电子科技大学科研人员与北京大学、北京师范大学、四川大学等学校的合作者们协同攻关，成功突破了费米子体系的限制，在玻色子体系中诱导出奇异金属态。据了解，这一发现为理解凝聚态物理中奇异金属的物理规律、揭示奇异金属的普适性、完善量子相变理论奠定了重要的科学基础，对揭示耗散效应对玻色子量子相干的定量影响，推动未来低能耗超导量子计算以及极高灵敏量子探测技术的发展具有重要的理论和实际意义。



熊杰，教授，博导，1979年7月出生于四川大竹，国家优秀青年科学基金、四川省杰出青年基金获得者，四川省学术和技术带头人，教育部新世纪优秀人才。电子科技大学低维功能材料与量子器件研究所所长。

2002年7月电子科技大学应用化学本科毕业，2007年6月获电子科技大学材料物理化学专业博士学位，同年6月留电子科技大学微电子与固体电子学院工作。2009年5月-2011年5月在美国Los Alamos国家实验室从事博士后研究。现为美国材料研究协会（MRS），美国真空协会（AVS），美国物理学会（APS），IEEE会员，中国真空学会高级会员，中国电子学会高级会员，四川省科协科青联会理事。

电子薄膜与集成器件国家重点实验室于2006年7月经科技部批准建设，实验室紧密结合电子信息系统微小型化和单片集成的重大需求，重点围绕电子功能材料的薄膜化和电子器件的集成化开展基础、应用基础与工程应用的研究。立足于电子信息材料与器件的发展前沿，坚持需求与发展并举、理论与实践并重，致力于新型电子薄膜材料与集成电子器件的研究和开发，促进材料——器件——微电子技术的交叉和集成，形成了磁电薄膜与微型器件、功率半导体器件及集成技术和电子聚合物与微结构传感器三个重点研究方向。

近五年获国家级奖励4项，部省级一等6项；授权发明专利729件（国外21件）；发表SCI收录论文2000余篇；年度科研经费均超过1亿元。2012年、2017年连续两次被科技部评估为优秀实验室。未来发展中实验室将努力建设成为能够代表国家研究水平，具有原始创新能力的高水平、开放型、高效运转的学术基地。



电子科技大学李言荣院士、熊杰教授研究小组，与美国布朗大学James M. Valles Jr 教授，北京大学谢心澄院士、王健教授，北京师范大学刘海文研究员，四川大学等合作者们协同攻关，成功突破了费米子体系的限制，首次在玻色子体系中诱导出奇异金属态。

研究团队通过在高温超导钇钡铜氧（YBCO）薄膜中精准构筑纳米网孔阵列，实现了对玻色子相干性、耗散能等物性的跨尺度调控，在量子相变临界区发现了电阻随温度与磁场线性变化的奇异金属态。

同时，低于超导临界温度时，体系霍尔电阻急剧减少为零，并且存在与库珀电子对相关的h/2e超导量子磁电阻振荡，证明体系的载流子是玻色子。进一步通过标度分析，发现玻色子奇异金属的电阻由温度与磁场简单的线性相加决定，证明了电阻在量子临界区与体系内在的能量尺度无关，满足标度不变的关系，揭示了玻色子在量子临界区存在奇异的动力学行为；建立了玻色子奇异金属的完备相图，阐释了玻色系统耗散量子相变的物理图像。



▲图1. YBCO纳米薄膜中玻色子奇异金属-绝缘体转变附近的线性温度电阻



▲图2. 垂直磁场下YBCO纳米薄膜中的T线性电阻和尺度不变B线性电阻



▲图3. YBCO纳米薄膜中的B-T缩放



▲图4. YBCO纳米薄膜的相图

电子科技大学坐落于四川省成都市，原名成都电讯工程学院，是1956年在周恩来总理的亲自部署下，由交通大学（现上海交通大学、西安交通大学）、南京工学院（现东南大学）、华南工学院（现华南理工大学）的电讯工程有关专业合并创建而成。

学校1960年被列为全国重点高等学校，1961年被确定为七所国防工业院校之一，1988年更名为电子科技大学，1997年被确定为国家首批“211工程”建设的重点大学，2000年由原信息产业部主管划转为教育部主管，2001年进入国家“985工程”重点建设大学行列，2017年进入国家建设“世界一流大学”A类高校行列。2019年教育部和四川省签约共同推进我校世界一流大学建设。

经过60余年的建设，学校形成了从本科到硕士研究生、博士研究生等多层次、多类型的人才培养格局，成为一所完整覆盖整个电子信息类学科，以电子信息科学技术为核心，以工为主，理工渗透，理、工、管、文、医协调发展的多科性研究型大学，成长为国内电子信息领域高新技术的源头，创新人才的基地。

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