11月14日,国际著名期刊《Science》以“first release”形式刊发《超导-绝缘相变中的玻色金属态》(Intermediate bosonic metallic state in the superconductor-insulator transition),电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室博士生杨超(导师李言荣院士)为第一作者,熊杰教授为通讯作者,张万里教授、李言荣院士为共同作者。这是电子科技大学首次以第一单位在《科学》正刊上发表研究成果,该发现是在电子科技大学国家重点实验室做出的原创成果,标志着电子科技大学在高温超导量子相变领域取得了重大研究进展。

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  量子材料以及量子相变是本世纪凝聚态物理与材料领域的研究热点。自高温超导发现以来,二维量子金属态的存在及其形成机制是三十多年来国际学术界一直悬而未决的重要物理问题。电子科技大学张万里、熊杰研究团队与北京大学王健教授团队、林熙研究员课题组、北京师范大学刘海文研究员、清华大学姚宏教授、美国布朗大学James M. Valles Jr 教授、Jimmy Xu教授等合作首次在高温超导纳米多孔薄膜中完全证实了量子金属态的存在。通过调节反应离子刻蚀的时间,在高温超导钇钡铜氧(YBCO)多孔薄膜中实现了超导—量子金属—绝缘体相变。通过极低温输运测试发现,超导、金属与绝缘这三个量子态都有与库珀电子对相关的h/2e周期的超导量子磁导振荡,证明量子金属态是玻色金属态,揭示出库珀对玻色子对于量子金属态的形成起到了主导作用。

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图A-C:纳米多孔超导薄膜示意图;图D-E:电阻温度输运曲线;图F:量子磁导振荡曲线

  该工作得到了美国科学院院士、斯坦福大学Steven A. Kivelson教授的高度评价,评论文章发表在凝聚态物理杂志俱乐部上。Steven教授指出:“对于量子金属起源的探索将会改变我们对量子材料的认识,将极大推动量子器件领域的发展”。这一发现为国际上争论了三十多年的量子金属态的存在提供了有力的证据,并为研究量子金属态提供了新思路。

  从“十三五”开始,在李言荣院士的带领下,张万里教授团队在量子信息材料与器件、二维材料与器件、异质异构集成技术等前沿交叉领域积极谋划和布局,在Science、Nature Chemistry、Nature Communications、Advanced Materials等国际著名期刊发表系列创新性研究成果,牵头获得国家技术发明二等奖,这些成果显著提高了电子科技大学在电子薄膜材料与器件领域的国内外影响力。

  论文链接:https://science.sciencemag.org/content/early/2019/11/13/science.aax5798

  作者简介:

  熊杰,教授,博导,国家优秀青年科学基金获得者,四川省学术和技术带头人,教育部新世纪优秀人才,四川省千人计划,四川省杰出青年学术技术带头人,电子科技大学百人计划。低维功能材料与量子器件研究所所长。1979年7月出生于四川大竹,2002年7月电子科技大学应用化学本科毕业,2007年6月获电子科技大学材料物理化学专业博士学位,同年6月留电子科技大学微电子与固体电子学院工作。2009年5月-2010年5月在美国Los Alamos国家实验室超导中心(Superconductor Technology Center)从事博士后研究,2010年5月-2011年5月美国Los Alamos国家实验室综合纳米技术中心(Center for Integrated Nanotechnology)助理研究员。现为美国材料研究协会(MRS),美国真空协会(AVS),美国物理学会(APS),IEEE会员,中国真空学会高级会员,中国电子学会高级会员,四川省科协科青联会理事。

  长期从事低维功能材料的教学、科研和人才培养工作,先后负责包括自然科学基金、国家863项目、青年973项目、科技委、总装预研、民口配套等20余项科研项目;发表SCI论文170篇,被SCI 他引3000多次,其中以第一作者或通讯作者在Science, Nature Chemistry, Nature Communications, Physical Review Letters, Advanced Materials,Joule, Nano Letters等发表110篇;申请国家发明ZL50项(授权23项);出版专著/教材(章节)5本,在国际国内学术会议和学术机构上作报告30余次(邀请报告15次);获国防科技进步三等奖;2018入选第十二批四川省学术和技术带头人,2017年获得国家优秀青年科学基金,2013年入选教育部新世纪优秀人才,2014年入选四川省千人计划,四川省杰出青年学术技术带头人和电子科技大学百人计划青年项目,2015年获四川省青年科技奖。担任国际期刊Advances in Materials Science and Engineering特邀客座主编(Lead Guest Editor),International Journal of Material Science(IJMS)共同主编(Co-Editor-in-Chief),Rare Metals、Journal of Inorganic Non-metallic Materials等编辑,并为多家国际学术期刊的审稿人。

  张万里,男,1966年2月生,重庆铜梁人,中共党员,教授,博士生导师。现任电子科学与工程学院常务副院长,示范性微电子学院院长,电子薄膜与集成器件国家重点实验室副主任(兼),IEEE会员、中国微米纳米技术学会高级会员,中国电子学会元器件分会委员,四川省高等学校优秀共产党员,四川省学术技术带头人,国务院政府特殊津贴获得者,入选国家“有突出贡献中青年专家”和“国家百千万人才工程”。

  在电子科技大学先后获得应用化学学士、材料物理与化学硕士和材料学博士学位,主要从事电子薄膜材料与器件(结构功能一体化薄膜与器件、微波功能薄膜与器件、集成敏感薄膜与芯片、微系统关键材料与器件集成技术)的本科教学、研究生培养和科学研究工作。先后短期访问过俄罗斯莫斯科动力学院、圣彼得堡国立电工大学、乌克兰基辅大学、美国威廉.玛丽学院、德国卡尔斯鲁厄研究中心和亥姆霍兹德累斯顿-罗森道夫研究中心。已培养硕士研究生35人,指导博士研究生5人。主持和承担包括国家自然科学基金面上/重点、973重大基础研究、科技部国际合作专项、“863计划”重点项目、国家重点研发计划项目等在内的科研项目30余项;在在APL、JAP、J3M、JMCA等刊物上发表学术论文100余篇,其中被SCI收录80余篇,参编教材1部。主要研究成果获得2007年国家技术发明二等奖1项,国防科学技术奖、教育部技术发明奖、科技进步奖以及四川省科技进步奖共7项,授权发明ZL25件,推动了相关核心电子薄膜材料与器件的创新发展。

  李言荣,男,汉族,1961年7月生,四川省射洪县人,中共党员,中国工程院院士,亚太材料科学院院士,电子科技大学教授、博士生导师。现任四川大学校长(副部长级)、四川省科学技术协会第九届委员会主席 。1983年本科毕业于四川师范大学化学系后参加工作。1992年中国科学院长春应用化学研究所博士研究生毕业,随后在电子科技大学做博士后,同年7月入党。1994年在电子科技大学晋升为教授。1998年任电子科技大学原信息材料工程学院副院长、院长。2001年任电子科技大学微电子与固体电子学院院长。2003年任电子科技大学党委常委。2011年当选为中国工程院院士。2013年任电子科技大学党委副书记、校长。2017年任四川大学校长(副部级) 。2019年任四川省科学技术协会第九届委员会主席。2019年当选为亚太材料科学院院士。

  长期从事电子薄膜材料与器件应用研究,发明了倒筒式溅射旋转沉积薄膜制备技术,解决了大面积单、双面YBCO超导薄膜面内均匀性和两面一致性,形成了小批量产品。发明了介电薄膜的纳米自缓冲层技术,显著提高了多元氧化物介电薄膜工程应用的耐压能力和生长取向特性,热释电薄膜红外传感器已装备于煤矿瓦斯监测系统,一体化集成的薄膜应变、温度传感器已应用于航空发动机叶片状态检测。利用介电/半导体集成薄膜技术,积极推动新型集成电子器件的发展。


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