基于多轨道弱耦合链构筑高温准一维超导体。

　　本报讯 探寻高温超导体是凝聚态物理的一个关键科学问题。与三维和二维超导体相比，准一维超导体通常对应显著更低的超导转变温度（T_c）。一个重要原因是准一维体系往往具有很强的配对涨落效应，将破坏超导长程序，导致极低的T_c。此外，准一维体系普遍存在电子不稳定性等问题，将产生竞争相并抑制超导。因此，在真实材料体系中实现高温准一维超导体面临巨大挑战。

近日，清华大学物理系徐勇教授、段文晖教授研究组与北京航空航天大学司晨副教授课题组针对上述问题，提出了利用多轨道弱耦合链构筑高温准一维超导体的理论方案。该方案基于不同轨道间的自掺杂效应、多轨道能带交叉诱导的强带间配对等物理机制，可同时抑制派尔斯（Peierls）不稳定性、削弱配对涨落效应，并提升超导配对强度，从而实现鲁棒的高温准一维超导电性。原理上，该方案普遍适用于具有多轨道特性的不同材料体系，如弱耦合链状晶体和纳米线阵列，为实现高温准一维超导体开辟了新途径。
　　通过第一性原理Eliashberg理论计算，研究团队预言了候选材料体系——链状铍化钠（NaBe）。在强带间耦合保证的鲁棒配对下，NaBe的预测T_c能达到创纪录的17.2 开尔文。通过掺杂和压力相图的预测，团队还揭示出NaBe中独特的超导增强机制，使得其T_c能进一步提升至20开尔文以上。该工作不仅为寻找高温准一维超导体提供了新思路，也有望促进准一维超导相关的器件应用，如微型超导纳米电路等。
　　研究成果以“以多轨道链实现强鲁棒准一维超导体：NaBe为例”为题，发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）期刊上。徐勇和司晨为该论文的通讯作者，清华大学物理系博士后董文翰为第一作者。（物理系）