近日，電子科技大學牽頭與北京大學、北京師范大學、清華大學、美國布朗大學等相關(guān)專家組成的研究團隊，在國際上首次完全證實高溫超導納米多孔薄膜中量子金屬態(tài)的存在，為研究量子金屬態(tài)提供了新思路。該成果相關(guān)論文《超導—絕緣相變中的玻色金屬態(tài)》已在國際著名期刊《科學》上以“first release（首次發(fā)布）”形式刊發(fā)。
量子材料以及量子相變是本世紀凝聚態(tài)物理與材料領(lǐng)域的研究熱點。自高溫超導發(fā)現(xiàn)以來，二維量子金屬態(tài)的存在及其形成機制，是30余年來國際學術(shù)界一直懸而未決的重要物理問題。根據(jù)安德森標度理論，由于量子干涉效應以及相位相干長度在零溫下發(fā)散的特性，載流子在趨于絕對零度時會表現(xiàn)出局域化效應，因此理論上不存在二維量子金屬態(tài)。而盡管實驗上在各種二維超導體系發(fā)現(xiàn)了量子金屬態(tài)的可能跡象，但受低臨界溫度的制約以及外界高頻噪聲的影響，二維量子金屬態(tài)是否存在仍存在著巨大爭議。
作為該校電子薄膜與集成器件國家重點實驗室的原創(chuàng)成果，在電子科技大學為第一單位、楊超為第一作者的研究論文中提出，通過調(diào)節(jié)反應離子刻蝕的時間，在高溫超導釔鋇銅氧（YBCO）多孔薄膜中實現(xiàn)了超導-量子金屬-絕緣體相變；通過極低溫輸運測試發(fā)現(xiàn)，超導、金屬與絕緣這三個量子態(tài)都有與庫珀電子對相關(guān)的h/2e周期的超導量子磁導振蕩，證明量子金屬態(tài)是玻色金屬態(tài)，揭示出庫珀對玻色子對于量子金屬態(tài)的形成起到了主導作用。未來，這一對于量子金屬起源的探索成果，將會改變國際學界對量子材料的認識，推動量子器件領(lǐng)域的發(fā)展。