作者:高雅丽 来源:中国科学报 发布时间:2019/11/29 18:01:07
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中科院强磁场科学中心举办拓扑超导研究讲座

中科院院士张裕恒讲座现场(中科院强磁场科学中心供图)

11月26日,中科院强磁场科学中心首席科学家、中科院院士张裕恒以“强磁场、高压下拓扑与超导的探讨”为题,为广大师生梳理了该领域的发展脉络、近期拓扑超导研究的进展和关注焦点。

奇异的拓扑性质使得拓扑超导体被认为是量子计算机的理想材料,近年来,全世界的科学家对寻找潜在的拓扑超导材料表现出极大兴趣。2010年,美国普利斯顿大学的R. J. Cava教授研究组报道在CuxBi2Se3中出现了超导现象,引起了国际上关于该体系是否是拓扑超导体的广泛关注。

张裕恒巧妙地运用对称性破缺现象来描绘拓扑的本质,生动地解释了拓扑材料为什么会在能量空间出现狄拉克点,为什么会出现表面态,并形象地阐释了表面态和体态的差异。他以本团队发现的SrxBi2Se3拓扑超导体在其表面经过氧化、剥离氧化层之后,样品的量子振荡效应和超导抗磁体积实验结果为例,严格地证实了该体系是拓扑超导体。同时,张裕恒也深入探讨了我国科学家在外尔半金属和铁基超导材料的拓扑超导电性研究方面取得的重要进展。

张裕恒指出,超导为什么总是两个电子结对、磁性原子是如何参与超导的、如何寻找实用的拓扑超导材料等问题,依然是该领域目前有待解决的重要科学问题。

“不论在高温超导还是在常规超导中,声子的作用总是形成电子配对的主要原因。而磁性原子在进入超导态之前,总是会由于产生轨道之间的杂化作用而导致其局域磁矩的消失,因此磁性本身并不参与超导。”张裕恒说。他还以在铁基材料中发现的拓扑超导电性为例,提出通过适当调整掺杂和施加高压来寻找拓扑超导体的途径。

磁场、压力是调节物性的重要参量,强磁场超高压是拓扑超导研究的重要手段。近年来中科院强磁场科学中心布局了该学科方向,取得了在国际首次发现SrxBi2Se3拓扑超导单晶体、压力诱导三维拓扑材料ZrTe5超导电性、在过渡族金属硫化物WTe2中发现压力诱导的超导电性等重要进展。

 
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