電子具有自旋和電荷兩個重要的特性,。銅氧化物高溫超導(dǎo)是通過摻雜破壞自旋有序態(tài)（反鐵磁有序）而實(shí)現(xiàn)的,。因此，在過去的30年里,，高溫超導(dǎo)機(jī)制的研究主要集中在對自旋行為的理解,，而缺乏對電荷功能的認(rèn)識。

最近,，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實(shí)驗室（籌）鄭國慶研究組（SC09組）的李政副研究員等人利用物理所的15特斯拉強(qiáng)磁場核磁共振裝置,，通過對高溫超導(dǎo)體Bi₂Sr_2-xLa_xCuO₆的研究發(fā)現(xiàn)，在超導(dǎo)出現(xiàn)的低摻雜濃度范圍內(nèi),，取代自旋有序態(tài)的是長程電荷密度波有序態(tài),。在常規(guī)的超導(dǎo)體里，超導(dǎo)出現(xiàn)之前的物態(tài)是電子之間無相互作用的費(fèi)米液態(tài),。研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn),，電荷密度波有序態(tài)的臨界溫度是自旋有序態(tài)臨界溫度的連續(xù)延伸，隨著載流子的上升而減小,，最后在載流子濃度0.14附近消失,。而且，它與高溫存在的贗能隙溫度成比例關(guān)系,。這個新發(fā)現(xiàn)揭示了電荷在產(chǎn)生超導(dǎo)中的重要作用,，為研究高溫超導(dǎo)機(jī)制提供了嶄新的視角。研究團(tuán)隊推測,，過去20多年人們注力研究但還沒有定論的贗能隙現(xiàn)象就是長程電荷密度波有序態(tài)的某種漲落形式,。

銅氧化物高溫超導(dǎo)體通常在高于液氮溫度(77K)的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，相比于液氦溫區(qū)(4.2K)的傳統(tǒng)超導(dǎo)體,，其應(yīng)用范圍更廣闊,，可用來制造輸電線、變壓器、量子計算,、強(qiáng)磁場磁體等,。但是，高溫超導(dǎo)的機(jī)理尚不清楚,，從而也阻礙了新材料的研發(fā),。在常規(guī)的超導(dǎo)體里，超導(dǎo)出現(xiàn)之前的正常態(tài)（費(fèi)米液態(tài)）得到了充分的理解,。而高溫超導(dǎo)體的正常態(tài)卻不正常,。謎團(tuán)之一是超導(dǎo)相之上的物態(tài)存在贗能隙，即在很高的溫度一大部分的態(tài)密度就已經(jīng)消失了,。贗能隙最早在核磁共振實(shí)驗中被發(fā)現(xiàn),，隨后在其它實(shí)驗中也觀察到這種能隙。人們普遍認(rèn)為,，對贗能隙的理解直接關(guān)系到高溫超導(dǎo)機(jī)理的解決,。

這項成果近日在Nature Communications上公布出版了（Nature Communications 8, 1267 (2017); DOI: 10.1038/s41467-017-01465-9）。它是通過與日本岡山大學(xué)Kawasaki博士以及德國馬普研究所的林成天材料組長等人合作而取得的,。李政和Kawasaki共同第一作者,。這項工作得到了科技部（No.2016YFA0300502 and No. 2015CB921304）以及自然科學(xué)研究基金（No. 11634015）的支持。

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圖1,，磁場調(diào)控的Bi2Sr2-xLaxCuO6相圖,。AF為反鐵磁相，隨空穴濃度(p)增加反鐵磁臨界溫度逐漸減小,。零場時,，隨著反鐵磁相逐漸消失，超導(dǎo)(SC)相逐漸出現(xiàn),。而在高場時,，在反鐵磁相消失之際，出現(xiàn)了電荷密度波(CDW)相,，電荷密度波的臨界溫度是反鐵磁臨界溫度的延伸且與贗能隙（psudeogap,，黃色曲面）溫度成比例。

編輯：小面包