二维超导体中隐藏量子临界点的发现

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东京工业大学(Tokyo Tech)的一个研究小组已成功检测到超导性的微弱波动,这是超导性的先驱现象。这一突破是通过测量超导体在大范围磁场和大温度范围内的热电效应来实现的,从远高于超导转变温度到接近绝对零的极低温度。该研究结果于2024年3月16日在线发表于《Nature Communications》。

这揭示了超导随温度和磁场波动的全貌,并证明了磁场中的反常金属态的起源——这是二维超导领域30年来悬而未决的问题。存在量子临界点,其中量子涨落最强。

超导薄膜

超导体是一种电子在低温下配对、电阻为零的材料。它被用作医疗 MRI 和其他应用中强大电磁体的材料。

它们也被认为是在低温下运行的量子计算机中至关重要的微小逻辑元件,并且需要阐明超导体在超小型化时在低温下的特性。

原子薄的二维超导体受到涨落的强烈影响,因此表现出与较厚的超导体显着不同的特性。

有两种类型的涨落:热涨落(经典涨落),在高温下更为明显;量子涨落,在极低的温度下更为重要。后者导致了各种有趣的现象。例如,当磁场垂直施加到绝对为零的二维超导体并增加时,就会发生从零电阻超导到具有局域电子的绝缘体的转变。

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