《Nature》发表了电子科技大学题为《玻色子体系中的奇异金属态》（Signatures of a strange metal in a bosonic system）的研究论文，首次在高温超导体中发现并证实了玻色子奇异金属。这篇论文是电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室李言荣院士团队2019年在《Science》上首次报道实验发现量子金属态后，在量子科技领域取得的又一重大发现。
1月12日，国际著名期刊《Nature》发表了电子科技大学题为《玻色子体系中的奇异金属态》（Signatures of a strange metal in a bosonic system）的研究论文，首次在高温超导体中发现并证实了玻色子奇异金属。
该工作是电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室李言荣院士团队为主完成的，博士生杨超为第一作者，熊杰教授为第一通讯作者。这篇论文是该团队2019年在《Science》上首次报道实验发现量子金属态后，在量子科技领域取得的又一重大发现。
2019发表在Science正刊，2022再来一篇
今年和2019年两篇顶尖论文的第一作者都为同一人——电子科学与工程学院材料科学与工程专业2016级博士研究生，杨超。
图源：新华社微信号
2019年底，杨超以第一作者身份发表了学校首篇Science正刊论文《超导-绝缘量子相变中的玻色金属态》（Intermediate bosonic metallic state in the superconductor-insulator transition），这项研究首次在高温超导纳米多孔薄膜中完全证实了量子金属态的存在，结束了量子金属态的存在及其形成机制在国际学术界上长达30多年的争论，同时为实现极低温工作环境下的微电子器件及下一代新型单光子探测器件提供了可能。该成果曾荣获2019年度“中国高校十大科技进展”和首届川渝科技学术大会优秀论文特等奖等众多奖项。
杨超也因此到斯坦福大学、布朗大学、华盛顿大学等高校进行学术交流并作公开学术报告。
当时，电子科大不少同学期待学校能够在Nature正刊上发表一篇，杨超做到了。2022年，他迎来了自己的第二篇顶刊，这篇Nature论文成功突破了费米子体系的限制，首次在玻色子体系中诱导出奇异金属态。
凝聚态物理领域的重大突破
国际著名理论物理学家、美国科学院院士Chandra M. Varma发表专题评论文章，高度评价玻色子奇异金属的发现是“凝聚态物理领域的重大突破”。Nature审稿人评价此工作是“引领量子理论发展的transformative变革性成果”。
YBCO纳米网孔薄膜中量子金属-绝缘体量子相变点附近的奇异金属态（a）输运特性曲线，（b）线性磁电阻曲线，（c）霍尔电阻Rxy随温度的变化曲线，（d）玻色子奇异金属相图
电子科大在官方微信中科普道，宇宙中的基本粒子分为费米子与玻色子两种。其中，人类社会目前赖以生存的电子工业与器件发展几乎完全基于费米子体系，但由于能耗高、损耗大，物理尺寸已近极限，面临性能持续提升的瓶颈问题，无法满足快速增长的信息传输需求。而以高温超导体为代表的玻色子器件，具有完美的零损耗能量传递特性，有望带来电子信息工业的革命性变化。
奇异金属，顾名思义，与普通金属不同，其电阻率与温度成正比，存在于铜基高温超导体中，是一种电子之间高度量子纠缠的新物质状态，其混乱程度趋向于量子力学极限。早在三十年前，科学家们就发现了费米子奇异金属，但是否存在玻色子奇异金属是长期以来难以攻克的科学难题。
杨超和背后的团队
当然，杨超并非单打独斗，其背后是强大的电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室李言荣院士团队。电子科技大学李言荣院士、熊杰教授研究小组，与美国布朗大学James M. Valles Jr 教授，北京大学谢心澄院士、王健教授，北京师范大学刘海文研究员，四川大学等合作者们协同攻关，成功突破了费米子体系的限制，首次在玻色子体系中诱导出奇异金属态。
接受采访时，杨超说，对科研的好奇心可以让人类在求知的道路上冲破各种藩篱，对自己而言，这种好奇心是自己坚持不懈的不竭动力。
图源：新华社微信号
杨超高中毕业于四川省双流棠湖中学，据“名校观察”的报道，杨超从大二就开始接触科研。当时的他对材料领域一知半解，但却很感兴趣，脑子里充满了新奇的想法。
图源：新华社微信号
杨超表示，科研“马拉松”的赛道，不是平坦的“塑胶跑道”，而像是进入丛林之后寻找一条可以穿越的小路。这条小路上，可能有鲜花，但更多的是荆棘，如果没有坚韧不拔的意志，可能会觉得看不到曙光。
就像在写Science那篇论文时，杨超就表示研究进展比预想的要更艰难：“有很多次，我感觉要找的东西已经近在咫尺了，但事实上却远在天边。”
他一共花了三年时间，在此期间把各种猜想用实验一步步证实，来回推倒重来了5次，最终才完成了这篇杰作。
资料显示，电子薄膜与集成器件国家重点实验室于2006年7月经科技部批准建设，实验室紧密结合电子信息系统微小型化和单片集成的重大需求，重点围绕电子功能材料的薄膜化和电子器件的集成化开展基础、应用基础与工程应用的研究。立足于电子信息材料与器件的发展前沿，坚持需求与发展并举、理论与实践并重，致力于新型电子薄膜材料与集成电子器件的研究和开发，促进材料——器件——微电子技术的交叉和集成，形成了磁电薄膜与微型器件、功率半导体器件及集成技术和电子聚合物与微结构传感器三个重点研究方向。
近五年获国家级奖励4项，部省级一等6项；授权发明专利729件（国外21件）；发表SCI收录论文2000余篇；年度科研经费均超过1亿元。2012年、2017年连续两次被科技部评估为优秀实验室。未来发展中实验室将努力建设成为能够代表国家研究水平，具有原始创新能力的高水平、开放型、高效运转的学术基地。
李言荣院士也是这两篇论文的共同作者。李院士博士毕业于中科院长春应化所，曾获2003年和2007年国家技术发明二等奖，发表SCI收录论文290余篇。他也是电子科技大学的前校长，现任四川大学校长。
两篇论文的通讯作者都为熊杰教授。熊教授博士毕业于电科大材料物理化学专业，曾在美国Los Alamos国家实验室超导中心、综合纳米技术中心从事研究。
本文内容参考电子科技大学新闻网、中国青年报、新华社、量子位
您可能感兴趣
