研究进展

在低维量子系统中因Anderson局域化行为使得二维量子体系的导电性能展现出绝缘特性。然而,在薄膜超导系统中人们在极低温环境下观测到二维金属行为的存在,并称之为量子金属,即电阻在极低温极限下趋于有限值。同时,该奇异量子金属还具有Hall电阻为零的特性,即具有超导电子配对的电子-空穴对称性。于是,该奇异量子金属被称为量子Bose金属。对于量子Bose金属态的研究,将有助于我们揭示和理解界面超导电性产生的物理机制。近年来,我们团队率先在理论上预言并在实验上实现新型异质界面超导体Ti2O3/GaN [L. Wang et al., ACS Nano 16, 16150 (2022)]。重要的是我们首次在Ti2O3/GaN界面超导体的高温正常态中观测到量子Bose金属态的存在。最近,我们还通过外加磁场调控,进一步地揭示出在极低温极限下在Ti2O3/GaN中也存在着量子Bose金属态。同时,我们还揭示出在极低温极限下的量子Bose金属态和高温正常态中的量子Bose金属态实际上属于同一物理量子态,即我们从电子-空穴对称性的角度上揭示出超导电子预配对在正常态中的存在。我们的研究结果表明提高超导凝聚温度是实现更高超导转变温度的新型超导体的核心要素。

目前,该科研工作已经在国际权威学术刊物ACS Applied Electronic Materials杂志上在线发表[G. Zhang, Wei Li, et al., ACS Applied Electronic Materials (2024).], 其中第一作者为复旦大学物理学系2024届博士毕业生张冠群博士。

负责人:李 炜 博士,现为复旦大学物理学系青年研究员、博士生导师,主要从事低维量子功能材料体系中的新奇物态研究。目前,主要聚焦于探索与研究新颖量子物态及其在异质界面系统中的实现,特别是异质界面新奇超导电性方面的研究及其实现量子物态调控。迄今为止,已经在国际权威学术刊物上发表高水平SCI科研论文近80篇,其中Nature Communications 4篇,Advanced Materials/Science 2篇ACS Nano/Nano Letters 4篇,Physical Review B/Research 25篇;影响因子10以上论文11篇。2015年5月获上海市优秀博士学位论文奖。2015年10月入选中国科学院青年创新促进会计划。曾讲授过本科生基础课《大学物理B》、《量子力学》和研究生专业课《高等统计物理学》,并发表多篇教学相关论文。

Tel(O): 021-3124 9021

E-mail: w_li@fudan.edu.cn