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中科院院士張裕恒作“強磁場、高壓下拓撲與超導的探討”報告

2019-11-29 合肥物质科學研究院
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  11月26日,中國科學院院士、中國科學院合肥物质科學研究院强磁场科学中心首席科学家张裕恒开讲“强磁场、高压下拓扑与超导的探讨”。

  奇异的拓扑性质使得拓扑超导体被认为是永远不会出错的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的兴趣。2010年,美国普利斯顿大学教授R. J. Cava研究组报道在CuxBi2Se3中出現了超導現象,引起了國際上關于該體系是否是拓撲超導體的廣泛關注。

  張裕恒從基本的拓撲、超導概念、內在機制講起,到該領域的國際發展脈絡、近期拓撲超導研究的進展和關注的焦點等,涉及內容豐富寬廣。張裕恒巧妙地運用對稱性破缺現象來描繪拓撲的本質,生動地解釋了拓撲材料爲什麽會在能量空間出現狄拉克點,爲什麽會出現表面態,並形象地闡釋了表面態和體態的差異。張裕恒以本團隊發現的SrxBi2Se3拓撲超導體在其表面經過氧化、剝離氧化層之後樣品的量子振蕩效應和超導抗磁體積實驗結果爲例,嚴格地證實了該體系是拓撲超導體。同時,他對我國科學家在外爾半金屬和鐵基超導材料的拓撲超導電性研究方面取得的重要進展進行了深入討論,並對相關工作給予了高度評價。

  張裕恒特別提到,近年來強磁場中心在拓撲超導研究中取得了很好的進展,例如在國際首次發現SrxBi2Se3拓撲超導單晶體;壓力誘導三維拓撲材料ZrTe5超導電性;在過渡族金屬硫化物WTe2中發現壓力誘導的超導電性等。

  張裕恒指出,該領域目前依然有很多問題有待解決,例如超導爲什麽總是兩個電子結對,磁性原子是如何參與超導的,以及如何尋找實用的拓撲超導材料等。張裕恒以自身的研究經驗敏銳地指出,不論在高溫超導還是在常規超導中,聲子的作用總是形成電子配對的主要原因。而對于磁性原子,其在進入超導態之前,總是會由于産生軌道之間的雜化作用而導致其局域磁矩的消失,因此,磁性本身並不參與超導。張裕恒還以在鐵基材料中發現的拓撲超導電性爲例,提出通過適當調整摻雜和施加高壓來尋找拓撲超導體的途徑。

  磁場、壓力是調節物性的重要參量,強磁場超高壓是拓撲超導研究的重要手段。強磁場中心布局了該學科方向,近年來在張裕恒的帶領下取得了重要進展,年輕一代研究人員逐漸成長起來。

  報告結束後,張裕恒細致地解答了聽衆的提問。

張裕恒作報告

打印 責任編輯:葉瑞優

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