由Phys的Ingrid Fadelli创作
（同organic）有机 信用:香农C
黑利
在过去的几十年里，许多凝聚态物理学家已经进行了研究，重点是量子相变，这与对称性的破坏没有明显的联系
这些转变有趣的一个原因是，它们可能支持高温超导的机制
加州大学伯克利分校的研究人员最近收集了证据，证明铈-钴-铟5(ceco i5)这种非常规超导体在没有对称性破缺的情况下发生了量子相变
他们发表在《科学》杂志上的论文还介绍了一个模型，可以用来描述他们在CeCoIn5中观察到的异常行为
该论文的主要作者Nikola Maksimovic告诉Phys，“我们最初以完全不同的重点开始研究这种材料，主要是电阻率测量中的关键标度现象。”
（同organic）有机
“在大约三年的时间里，我们注意到我们的数据似乎表明，少量的化学替代会导致材料性质的快速变化
在之前的测量中已经暗示了这种转变
" 受先前理论工作的启发，Maksimovic和他的同事假设，CeCoIn5性质的广泛观察到的快速变化可以用材料中铈f轨道电子的离域跃迁来解释
因此，他们决定将研究重点从低温电阻率的测量转移到材料中f电子的表征上
“我们希望我们的工作能够回答一个非常基本的问题，即铈原子的f电子是局限于铈的位置，还是流动的(即
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，在金属中自由移动)，马克西莫维奇说
“我们的工作也受到了以前对其他材料的实验研究的启发，比如镱基金属和氧化铜陶瓷
" 为了检测CeCoIn5中的f电子，研究人员使用了一种被称为霍尔效应测量的成熟实验技术
这项技术需要向样品施加由磁场产生的横向电压
然后，这个电压可以转换成材料中可移动电子密度的测量值
在他们的实验中，马克西莫维奇和他的同事利用霍尔效应作为探针来确定CeCoIn5样品中的f电子是移动的还是附着在它们的主原子上
Maksimovic说:“这些测量是在极端环境下进行的，在绝对零度以上大约半开尔文，磁场高达73特斯拉。”
“为此，微小的电子器件需要用一块块CeCoIn5做成图案，以获得可测量的信号
" 研究人员收集的发现强调了材料低温载流子密度的快速变化，这是由CeCoIn5的化学替代驱动的
有趣的是，他们发现霍尔系数增加的幅度与f电子局域化到离域化的转变一致
这些结果证实了他们最初的假设
随后，Maksimovic和他的同事着手对不同成分的CeCoIn5样品的电子能谱进行了表征
为此，他们使用了一系列最先进的光谱学工具，包括量子振荡和角度分辨光电发射技术
马克西莫维奇说:“基于现有的f电子金属理论，我们提出了一个模型，该模型主张在f电子接近离域的临界点附近，金属中的电子分裂成单独的电荷和自旋携带激发。”
“电子的这种‘分裂’是一种非常奇特的物质相，这只有在某些金属的集体量子特性下才有可能，在这种特性下，电子是强相关的
" 这组研究人员提出的新模型和他们的计算可以解释材料导电性的某些特性
此外，他们的发现提供了新的有价值的见解，可以增强目前对CeCoIn5和其他非常规超导体的理解
在未来，这项最近的工作可能会激发与高温超导体相关的类似模型的发展，因为过去的研究已经发现了这些材料中质量相似的离域转变的证据，这也是由化学取代引起的
与此同时，马克西莫维奇和他的同事计划在CeCoIn5中寻找不同自旋和电荷携带激发的更直接证据
为此，他们将在非常低的温度下收集热导率和电导率测量值，因为它们之间的显著差异可能表明热载体不同于电荷载体
Maksimovic补充说:“在我们的研究过程中，我们还注意到，在某些样本中显示了由非常高的磁场诱发的跃迁的证据。”
“目前，还不清楚这与我们最近工作中观察到的零场跃迁有什么关系
因此，我们现在计划进一步利用洛斯阿拉莫斯国家实验室脉冲场设施的资源来研究高场跃迁
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