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重费米子超导一般发生在近藤杂化与RKKY长程磁有序竞赛的量子临界点附近,是研讨量子临界涨落驱动非常规超导配对的重要载体。跟着晶体结构维度的下降,量子涨落一般会促进增强,若能在二维范德华材猜中完成重费米子超导,将为研讨维度调控的量子临界行为和非常规超导机制供给抱负渠道。但是,二维范德华重费米子系统很少见,近期发现的范德华层状重费米子金属CeSiI为完成该方针供给或许,其在常压下具有近藤相干态和长程反铁磁序,但超导电性尚未被发现。
最近,中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心程金光研讨员团队联合国内外多个团队,在二维范德华重费米子超导体的研讨中获得重要打破。研讨团队依托归纳极点条件试验设备六面砧高压试验站供给的极低温、高静水压、高精度物性丈量渠道,对CeSiI单晶展开了具体的高压低温电输运丈量,构建了完好温度—压力相图,发现其近藤相干温度T*(P)随加压先下降后升高,约在6 GPa到达最低值,呈现出失常的“V”型演化规则,这与传统重费米子系统天壤之别;而反铁磁有序温度TN(P)随加压继续下降,约在6 GPa时彻底消失;与此同时,低温呈现压力诱导的超导穹顶,其最高超导改变温度约240 mK,上临界场超越泡利顺磁极限的4至7倍。经过进一步剖析低温正常态的电输运性质,发现超导穹顶附近区域具有线性电阻率和电子有用质量发散等典型的量子临界特征,标明该系统有几率存在量子临界反铁磁涨落驱动的非常规配对机制。该研讨初次在二维范德华重费米子系统CeSiI中完成了压力驱动的超导电性,并构建了包括近藤相干态、反铁磁有序、量子临界行为与非常规超导的完好相图。这不仅为研讨二维极限下的重费米子超导拓荒全新资料渠道,而且为未来凭借机械剥离、应变调控及构建范德华异质器材等手法探究新式低维相关量子物态奠定了根底。
相关研讨成果以“Superconductivity under pressure in a van der Waals heavy-fermion metal”为题,于2026年7月28日宣布在《Nature Physics》。中国科学院物理研讨所与华中科技大学的联培博士生时同、中国人民大学博士生李文浩及物理研讨所博士后董庆新为论文一起一作,物理研讨所程金光研讨员、王铂森研讨员、杨义峰研讨员以及中国人民大学雷和畅教授为论文一起通讯作者。物理研讨所马翰明博士、王宁宁博士、孙建平副研讨员、杨芃焘副主任工程师、华中科技大学田召明教授以及日本东京大学Yoshiya Uwatoko教授等一起参加了本作业。该研讨受到了国家重点研制方案、国家自然科学基金委、中国科学院PIFI出色团队、青促会优异会员、抢占科技制高点超导专项等项目和国家严重科学技术根底设施“归纳极点条件试验设备(SECUF)”的支撑。
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