籠目超導體中發現“高壓”引發的新“競爭”

　　中國科學技術大學陳仙輝院士團隊吳濤教授等人利用高壓下的核磁共振譜學技術，在籠目超導體銫釩碲中觀察到一種由壓力誘導的新型電荷有序態，并發現該電荷有序態與超導態在壓力下呈現出一種類似高溫超導體的競爭相圖。相關成果11月24日發表于《自然》。

　　非常規超導體研究發現，超導態與競爭電子態之間總是存在錯綜復雜的競爭現象，并且它們還可以相互交織，形成新奇的超導態。探索超導態與競爭電子態之間復雜的衍生現象及其物理機制，是當前超導研究領域的關鍵問題之一。

　　籠目超導體是一種新型超導材料，由于其特殊的幾何結構以及非局域的電子關聯作用，已展現出諸多奇異的物理性質，被認為是一種具有重要科學研究價值的新型量子材料。在前期研究中，陳仙輝團隊發現，在壓力下，籠目超導體中超導態與電荷密度波態存在反常的競爭行為，表明可能存在尚未被發現的競爭電子序。

　　吳濤多年致力于利用核磁共振譜學技術研究高溫超導體中的競爭電子序，并在中國科大建立了具有綜合極端條件（強磁場、極低溫和超高壓）的核磁共振實驗平臺。此次工作中，吳濤等人開展了壓力下籠目超導體銫釩碲的核磁共振研究。結果表明，當靜水壓高于約合0.6萬個大氣壓時，體系的超導電性被劇烈壓制，與此同時衍生出一種新的電荷密度波態，類似于此前在高溫銅氧化物超導體中發現的一種競爭電子序-電荷條紋序。當壓力增加至約合2萬個大氣壓以上時，新的電荷密度波態被完全壓制，超導轉變溫度同時提升至最高值。

　　上述結果表明，新的電荷有序態與超導態存在強烈的競爭，是一種新的競爭電子序。此外，研究團隊還觀察到籠目超導體中電子關聯效應導致的電荷漲落現象，以及壓力下可能的非常規超導電性。

　　此外，吳濤指出：“從電子-電子之間關聯相互作用的角度來看，雖然籠目超導體具有較弱的關聯相互作用，但卻觀察到類似高溫超導體的競爭電子序，這表明籠目超導體中可能具有一種新的電子-電子關聯效應，具體物理機制有待進一步探究。”