不寻常的超导体的量子相变违背常规

研究氧化铟薄膜的物理学家发现了一种奇怪的量子效应,他们说这种效应很罕见,可能为量子材料和超导体的研究开辟新的途径。研究人员使用微波光谱研究超导和绝缘状态之间的转变。他们研究了氧化铟的内部特性和行为[…]

来源:宇宙杂志

研究氧化铟薄膜的物理学家发现了一种奇怪的量子效应,他们认为这种效应很罕见,可能为量子材料和超导体的研究开辟新的途径。

相驱动的超导转变。 图片来源:《自然物理学》(2025 年)。 DOI:10.1038/s41567-024-02713-8
相驱动的超导转变。 图片来源:《自然物理学》(2025 年)。 DOI:10.1038/s41567-024-02713-8

研究人员使用微波光谱研究超导和绝缘状态之间的转变。 他们研究了氧化铟薄膜的内部特性和行为。

超导之间的转变

他们测量的一个特性是超流体刚度。这用于衡量材料从一个阶段转变为另一个阶段的抵抗力。

先前的研究表明,当材料从超导体变为绝缘体时,超流体刚度会平稳(或连续)变化。

氧化铟 - 一种已知具有无序和不寻常特性的物质 - 是该规则的一个例外。

氧化铟

研究人员发现,当温度升高时,氧化铟并没有像预期的那样逐渐发生变化,而是在相变发生时突然下降。

他们还发现,相变发生时的临界温度不是由材料中库珀对的键合强度决定的。 库珀对是一起移动的电子对,是超导性奇特效应的原因。

相反,临界温度是由超流体刚度决定的。 研究人员不确定原因。

研究人员在《自然物理学》杂志上发表的一篇论文中写道:“我们的研究结果提出了关于无序在量子相变中的作用的新问题,并对量子电路中的超电感产生了影响。”

发表 《自然物理学》

他们相信这项研究可能会带来更稳定的量子材料。