冈山大学

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发现具有最高临界温度的自旋三重态超导电

December 23, 2021

◆发表要点
·超导电是两个电子形成一对并没有能量损失的量子状态。已知的超导体大多处于电子对反转自旋方向的自旋单重态。
·这次在K2Cr3As3中发现了在6.5K的高临界温度下实现旋转三重态超导状态。这种情况下,电子对自旋的方向相同。这种新颖的状态在拓扑上是不明显的,有望应用于下一代量子计算机。

冈山大学学术研究院自然科学领域(理)的郑国庆教授发现,包含过渡金属Cr的物质K2Cr3As3在6.5K(开氏温度)前所未有的高临界温度下实现了旋转三重态超导。此外,这种超导状态的波函数在拓扑上是非自明的,可以应用于拓扑量子计算。本研究成果将于日本时间12月23日4点在美国科学杂志《Science Advances》上刊登(开放访问)。
超传导是两个电子形成一对并没有动能损失的状态。当两个电子的旋转方向相反时,称为自旋单重态,当旋转方向对齐时称为自旋三重态。已知的超导体几乎处于自旋单重态,自旋三重态超导体只有几个候选。另外,识别自旋三重态的手段也有限。
这次,郑教授和中国科学院物理研究所的研究人员共同发现,根据核磁共振法测定K2Cr3As3是自旋三重态超导体。这比2016年郑教授等人在CuxBi2Se3(转变温度3.5K)中发现的自旋三重态超导温度还要高。
 ◆研究者表示
自旋三重态超导是极为罕见的量子现象,其物理的解明不仅在基础科学方面,在产业应用方面也很重要。这次,在高温度(高于氦的液化温度的高温)下的自旋三重态超传导已经明确,期待今后的研究能够有所进展。
■论文信息
论文名:Spin-Triplet Superconductivity in K2Cr3As3
刊登:Science Advances
作者:Jie Yang, Jun Luo, Changjiang Yi, Youguo Shi, Yi Zhou, & Guo-qing Zheng(鄭国慶)
U R L:https://www.science.org/journal/sciadv
<详细研究内容>
https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r3/press20211223.pdf
<咨询窗口>
学术研究院自然科学领域(理)
教授 郑国庆
(TEL)086-251-7813

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