陈仙辉课题组Nature:二维高温超导体研究取得新进展

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中国科学技术大学教授陈仙辉与复旦大学物理学系张远波课题组合作，在揭示高温超导机理方面取得新进展。研究成果于北京时间10月31日在线发表于国际学术期刊《自然》。
　　超导是物理学中最迷人的宏观量子现象之一，是日久弥新的研究领域。但是非常规高温超导的机理依然没有完全解决。如何找到通向高温超导秘密之门的钥匙，是科学家们孜孜以求的问题。物理学家通常的研究方法是尝试用最简洁的模型来揭示世界本源规律。

　　铜氧化物高温超导体具有形式多样的三维层状晶体结构，迄今发现的所有铜基超导体的晶体结构均含有相同的铜氧结构单元。这些铜氧结构单元被认为是高温超导电性的起源，尤其是理论物理学家在研究高温超导机理时，主要基于铜氧面结构单元建立二维理论模型。因此，在实验上验证含有铜氧结构单元单层的二维超导体是否与相应的大块晶体具有相同的超导电性和正常态物理是非常重要和有意义的。陈仙辉和张远波及其研究团队经过多年的探索和尝试，成功获得单层的铋2212超导体，并实验上发现该单层铜基超导体和相应的块体铜基超导体具有完全相同的超导转变温度、载流子浓度依赖的相图和反常的正常态行为。这些发现为高温超导体二维理论模型提供坚实的实验基础，也为高温超导体的实验研究提供新的思路。

       陈仙辉，1963年3月出生于湖南湘潭。中国科学技术大学物理学院物理系教授。1992年获中国科学技术大学凝聚态物理专业博士学位，并留校工作。此后先后作为洪堡基金学者在德国卡尔斯鲁厄研究中心和斯图加特马普固体物理研究所工作，作为访问教授在日本北陆先端科学技术研究院和美国德克萨斯超导研究中心工作。1998年聘为中国科学技术大学物理系教授，1998年获得国家杰出青年基金资助；2002年受聘教育部长江特聘教授。现任中国科学技术大学物理系教授，博士生导师，中科院强耦合量子材料物理重点实验室主任。陈仙辉长期以来一直坚持新型非常规超导体的探索及超导和强关联物理的研究，发现的新型超导体涵盖铜氧化合物超导体，富勒烯超导体，铁基超导体和有机超导体等多种体系。在铁基超导体的研究中取得突破性成果：首次在铁基超导体(常压下)实现40开以上的超导电性，给出了相图及反铁磁与超导电性竞争和共存的证据，发现大同位素效应和磁化率线性温度依赖关系的普适行为；在强关联电子体系中发现多自由度相互作用导致的反常行为；陈仙辉基于黑磷具有与石墨类似的二维结构且有能隙，提出开展对其研究的思想。随后，他利用高温高压技术生长出高质量黑磷单晶，并与复旦大学张远波等小组合作，成功地在二维黑磷薄层晶体实现了场效应晶体管。陈仙辉还兼任 Nature系列杂志《Scientific Reports》和《Solid State Communications》Editor、《科学通报》编委、《物理》编委、《物理学进展》编委、中国物理学会理事、中国物理学会低温物理专业委员会副主任、超导国家重点实验室学术委员会委员等学术职位。

        张远波教授2000年毕业于北京大学物理系，2006年获得美国哥伦比亚大学理学博士学位，师从国际著名科学家Philip Kim 教授，2011年回国任复旦大学物理系教授。他的主要研究兴趣包括：低维体系中的电子输运，包括石墨烯、扫描探针技术及其在低维纳米结构中的应用等。在这些研究中，仅在Nature系列和Science两种刊物上发表论文8篇，其中他在2005和2009 年的两篇第一作者论文引用高达5990和890多次，一篇合作PRL论文引用达2160次等。