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物理所提出重费米子超导的一个唯象模型

重费米子超导是最早发现的非常规超导,虽然超导转变温度Tc普遍较低,一般只有1 K左右[目前最高为17.5 K(PuCoGa5)],但是重费米子超导材料种类繁多,迄今已有40余种,涵盖多种类型的晶体和电子结构。这些材料中存在异常丰富的奇异态,并且往往与超导相伴而生,其量子临界涨落是导致重费米子超导的诱因,但又与超导态形成竞争。这些独特性质源自重费米子物理的三个基本特征:一是重费米子为强关联电子体系,强关联电子的集体效应为这些复杂多样的量子物态提供了平台;二是重费米子材料中具有多个能量尺度,包括局域近藤耦合、非局域交换作用、晶体场劈裂、自旋-轨道耦合等等,这些能量尺度大小相仿,体系位于几种作用相互竞争的临界区,细节上的微小差异可能导致电子性质上的显著区别;三是这些特征能量尺度都比较低,只有10 K的量级,可以比较容易地通过压力、磁场、化学替代等手段在实验室中进行调控,实现对各种不同量子基态的系统性研究。因此,重费米子超导研究在过......阅读全文

继3篇《科学》后,浙大团队又添1篇《自然》!

  浙江大学关联物质研究中心和物理学系袁辉球教授团队首次在纯净的重费米子化合物中发现铁磁量子临界点,并且观察到奇异金属行为。这一发现打破了人们普遍认为铁磁量子临界点不存在的传统观念,并且将奇异金属行为拓展到铁磁量子临界材料中。这项研究于北京时间3月5日在国际顶级杂志《自然》在线发表。浙江大学物理学系

物理所等提出新的重费米子超导机理

  在重费米子超导体中,正常态重电子的有效质量可以达到自由电子质量的上百倍,其特征费米能量也相应削减,只有meV的量级。1979年,德国科学家Frank Steglich等人首先在CeCu2Si2中发现了重费米子超导,其超导转变温度约为0.6 K,为重电子费米能的5%,远大于一般的元素超导体,堪称“

物理所合作在重费米子材料量子临界现象研究中获进展

  超导的出现与材料中的结构、磁或价态的不稳定性密切相关。在这些不稳定性所导致的相变点附近存在强烈的热或量子涨落,会引起电子配对产生超导。在强关联材料中,非常规超导往往出现在零温反铁磁相变(量子临界点)附近,表明非常规超导依存于磁性量子涨落。实验上对反铁磁母体加压/磁场或化学掺杂,往往可以在磁性相变

物理所重费米子理论研究获进展

  作为典型的强关联电子系统,重费米子体系中的电子表现出丰富的多体量子行为,其准粒子的有效质量在低温下可以达到自由电子质量的上千倍,超过缪子的质量。这些低温重电子产生于晶格中每个格点上的局域f电子自旋与导带电子自旋的集体纠缠。随着温度降低或两种自旋之间相互作用的增强,临近格点间的自旋纠缠产生强烈的相

物理所等发现自旋阻挫重费米子体系中的量子临界相

  当一个二级相变通过非温度控制的外参量被连续压制到绝对零度附近时,体系会发生量子相变。发生量子相变的临界点,即量子临界点,是绝对零度条件下位于外参量轴上的一个点,通常可以通过调控压力、磁场等手段来获得。量子相变和有限温度下由热涨落控制的相变不同,其物理本质是基于海森堡不确定原理的量子涨落行为。量子

浙江大学课题组在重费米子物理研究方面取得重要进展

  1月5日,《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 简称PNAS)在线发表了浙江大学关联物质研究中心/物理系袁辉球教授课题组及其合作者的研究成果。通过极强磁

重费米子体系中杂化动力学的理论研究与实验探测获突破

  长期以来,对重费米子物理的理解主要基于平均场方法所提供的静态杂化图像。该图像认为f电子在相干温度T*之下会在费米面附近与导带发生杂化,从而形成重电子能带,并产生直接和间接杂化带隙,引起f电子的局域-巡游转变。但是近些年来,有越来越多的实验证据表明,真正理解重费米子的局域-巡游转变物理必须超越平均

2017年中国科学十大进展在京发布

  该项活动旨在加强对我国重大基础研究进展的宣传,激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神,促进公众更加理解、关心和支持科学,在全社会营造良好的科学氛围。该项活动已成为我国基础研究传播工作的一个品牌,在科技界产生了良好反响。  1、实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态“墨子号”卫星实现千公里级

中科院发布2017年中国科学十大进展

  “中国科学十大进展”遴选活动由科技部高技术研究发展中心举办,截至2018年已举办13届。研究进展由《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》五家编辑部推荐,由两院院士、973计划顾问组和咨询组专家、973计划项目首席科学家、国家重点实验室主任等专家学者经过初选和

物理所等重费米子体系局域近藤散射研究取得进展

  重费米子现象通常出现于含有稀土或锕系元素的化合物中,在热力学、输运、磁性等实验上表现出巨大的电子有效质量,多数情况下其基态可以在朗道费米液体理论的框架内进行描述。作为典型的电子关联效应,该现象的微观原因是基于传导电子和局域f磁矩之间的近藤散射以及由晶格周期性导致的近藤散射间的位相相

物理所等在重费米子理论研究中取得新进展

  11月6日出版的《美国国家科学院院报》(PNAS)以封面标题刊载了中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)凝聚态理论与计算重点实验室杨义峰研究员与加州大学Davis分校的DavidPines教授和NickCurro教授分别合作完成的关于重费米子研究的两篇文章,同时发表了英

物理所等新的塞贝克效应机理研究获进展

  塞贝克(Seebeck)效应,又称热电效应,是指一种材料中存在温度梯度时,会产生相应的电压差的现象。塞贝克效应和材料的电子结构密切相关,其大小和随外界条件的变化反映了材料费米能附近电子态密度的非对称性结构。除了基础物理方面的研究意义以外,目前国际上对塞贝克效应的关注更多地集中在其应用价值上,即热

超导“小时代”(28):费米海里钓铁鱼

“姜尚因命守时,立钩钓渭水之鱼,不用香饵之食,离水面三尺, 尚自言曰:‘负命者上钩来!’”                 &nb

中国科学家发现新型超导材料特性

  新华网杭州1月29日电记者从浙江大学获悉,英国《自然》杂志北京时间29日发表了浙江大学物理系教授袁辉球及其合作者的最新研究成果:在具有二维层状晶体结构的铁基超导体中发现超导态的“各向同性”,这是首次在二维层状的超导材料中报道三维的超导特性。   《自然》杂志评审专家认为,这是超导研究领域一项非

科学大咖带你看懂2017年度中国科学十大进展

  科技部2月27日在北京公布了“2017年度中国科学十大进展”:实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态;将病毒直接转化为活疫苗及治疗性药物;首次探测到双粲重子;实验发现三重简并费米子;实现氢气的低温制备和存储;研发出基于共格纳米析出强化的新一代超高强钢;利用量子相变确定性制备出多粒子纠缠态;

我国科学家发现新型费米子

  英国《自然》杂志6月19日在线发表了中国科学院物理研究所的一项最新成果,该所科研团队首次发现了突破传统分类的新型费米子——三重简并费米子,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新的方向。该发现从理论预言、样品制备、到实验观测的全过程,均由我国科学家独立完成。  新型费米子的发现,是继“拓扑绝缘体”“量

外尔费米子或“栖息”在锇基磁材料中

  据美国能源部下属橡树岭国家实验室(ORNL)官网消息,ORNL和田纳西大学的科学家通过中子衍射实验和X射线实验得出结论称,神秘莫测的外尔费米子或“栖息”于锇基磁性晶体结构中。研究发表在最新一期的《自然·通讯》杂志上,或将有助于量子计算机的发展。   1929年,德国物理学家魏尔曼·外尔首次提出,

我国学者观测到碳化钨中的三重简并点和费米弧表面态

  中科院物理研究所极端条件七组丁洪研究员等确定了碳化钨(WC)中三重简并半金属态的拓扑性质,合理解释了表面态观测结果。这是继狄拉克半金属和外尔半金属之后确定的又一类具有拓扑非平庸性质的半金属态。相关工作发表在Nature Physics期刊上。图1. WC体态电子结构中存在三重简并点。a)四重

中国学者发现一种新的半金属 系国际前沿研究

  中国科学院强磁场科学中心8月20日消息:该科学中心田明亮研究员课题组发现一种新的半金属材料,相关研究成果在线发表在《自然通讯》(NatureCommunications)上。  这种新的半金属材料为拓扑半金属材料,具有极高的载流子迁移率等特点,在未来低能耗电子学器件应用上具有重要价值,因而成为国

Nature Physics亮点文章:发现具有负磁性的拓扑平带!

  平带的重要性  在强关联体系中研究对称性破缺序与电子拓扑的相互作用,正逐渐衍生为基础科学的新前沿。对这些问题的深入系统研究,不仅可以帮助人们发展更先进的对基本物质态的认知,更会对新兴量子材料的实际应用带来不可或缺的知识储备。具有自旋轨道耦合的平坦能带一直是人们梦寐以求的电子态,因为它既具有强关联

合肥研究院发现新的三重简并拓扑半金属

  近日,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究员田明亮课题组在拓扑半金属材料研究中取得新进展。研究人员通过对层状结构的PtBi2在40特斯拉高磁场下的量子输运特性测量及第一性原理能带计算研究,发现层状结构的PtBi2是新一类三重简并拓扑半金属,相关研究成果在线发表在《自然-通讯》(Natu

UTe2在零场下的超导态——非幺正等自旋配对

  今年以来,重费米子材料UTe2中低温超导态的发现引起了很多人的关注。核磁共振实验发现其超导可能为自旋三重态配对,比热测量揭示其配对能隙具有点节点,但是比热系数在零温极限下外延到正常态的一半,因而理论建议超导态为非幺正的等自旋三重态配对,只有一个自旋取向发生配对,另一自旋取向仍保持为正常态,从而可

64特斯拉脉冲平顶磁场实验 刷新磁场强度新世界纪录

  华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心成功实现64特斯拉脉冲平顶磁场强度,创造了脉冲平顶磁场强度新的世界纪录。据悉,此次64特斯拉脉冲平顶磁场实验,磁体重量、电源能量不到国际同类型磁场系统的1/10,磁场强度更是一举超过此前美国国家强磁场实验室创造的60特斯拉。  “此次实现的64特斯拉平顶磁场是我

10月8日《自然》杂志精选

、   封面故事:怎样减小观测偏差  研究成果需要能够重复和确证,这是科学过程至关重要的一部分。但当今所采用的系统和方法的复杂性,却让编辑和审稿人对某项研究成果是否经得起时间的考验更难有把握。作为关于研究成果不可再现性问题系列报道的一部分,本期《自然》杂志发表了两篇关于怎样减小观测偏差的文章。在评论

巡游电子量子临界行为研究取得进展

  巡游电子量子临界现象,作为凝聚态物理学关联电子系统的传统难题,反复出现在量子物质科学的诸多研究方向上,对其进行合理的模型设计和正确的理论计算,能够帮助人们理解重费米子材料、铜基和铁基高温超导体、过渡金属氧化物、石墨烯层状结构等体系中普遍出现的反常输运、奇异金属和非费米液体行为。然而,巡游电子量子

我国科学家创造全球最高强度的脉冲平顶磁场

  记者从华中科技大学获悉:该校国家脉冲强磁场科学中心22日成功实现64特斯拉脉冲平顶磁场强度,创造了新的世界纪录。  据介绍,此次测试使用的磁体重量、电源能量不到国际同类型磁场系统的1/10,磁场强度却一举超过此前美国国家强磁场实验室创造的60特斯拉脉冲平顶磁场强度世界纪录,成为全球最高强度的脉冲

物理所合作发现Cr基化合物超导体

  3d族过渡金属化合物具有非常丰富的量子态和新奇量子现象,如磁有序、巨磁电阻、自旋和电荷密度波、金属-绝缘体相变、多铁性、超导等。这些性质中,铜基和铁基出现的非常规高温超导电性是凝聚态物理的核心研究内容之一。目前,在元素周期表上的3d元素中,除Cr和Mn外,所有其它元素都存在超导的化合物。探索Cr

2018年第四届马丁•伍德爵士中国物理科学奖公布获奖名单

  分析测试百科网讯 2018年4月18日,第十六届全国低温物理学术研讨会在河南省新乡市河南师范大学开幕。在大会开幕式上,2018第四届马丁•伍德爵士中国物理科学奖举行了颁奖仪式,奖项得主揭晓。  马丁•伍德爵士中国物理科学奖由牛津仪器在2013年设立,旨在发掘和奖励国内年轻科学家在低温或强磁场环境

国家重大科学研究计划2011年度重要支持方向确定

各省、自治区、直辖市、计划单列市科技厅(委、局),新疆生产建设兵团科技局,国务院各有关部门办公厅(室):  国家重大科学研究计划是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》(以下简称《规划纲要》)部署的、引领未来发展、对科学和技术发展有很强带动作用的基础研究发展计划。  

我国学者证实拓扑半金属TiB2中存在节线型的电子结构

  中国科学院超导电子学卓越创新中心、上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室研究员沈大伟与副研究员刘中灏课题组,与中国人民大学教授王善才、雷和畅、刘凯团队以及德国莱布尼茨固体物理材料研究所(IFW—Dresden)教授Sergey Borisenko研究小组成员进行合作,利用高分辨角分