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张裕恒院士作“强磁场、高压下拓扑与超导的探讨”报告
文章来源: 岳智来 发布时间: 2019-11-29

  11月26日,中科院强磁场科学中心首席科学家张裕恒院士开讲“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。 

  张院士从基本的拓扑、超导概念、内在机制讲起,到该领域的国际发展脉络、近期拓扑超导研究的进展和关注的焦点等,涉及内容丰富宽广。张院士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。张院士以本团队发现的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,他对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进行了深入讨论,并对相关工作给与了高度评价。

  张院士特别提到,近年来强磁场中心在拓扑超导研究中取得了很好的进展:例如在国际首次发现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。

  张院士指出,该领域目前依然有很多问题有待解决,例如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,以及如何寻找实用的拓扑超导材料等。张院士以自身的研究经验敏锐地指出,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。而对于磁性原子,其在进入超导态之前,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。张院士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。中科院强磁场科学中心布局了该学科方向,近年来在首席科学家张裕恒的带领下取得了重要进展,年轻一代研究人员逐渐成长起来。

  报告结束后,张院士细致地解答了听众的提问。

  

  

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