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北京大学物理学院陈剑豪团队在奇异金属中发现量子几何诱导的反常手性输运
12 小时前
奇异金属态作为凝聚态物理领域的核心未解之谜，与高温超导机理、强电子关联效应及量子临界点附近的多体量子纠缠现象密切相关，广泛存在于高温超导材料、重费米子体系及魔角石墨烯等强关联电子系统中。其微观物理机制至今未明，传统费米液体理论无法阐释其反常电学行为。揭示奇异金属的内在机制，将为高温超导与量子临界现象研究提供关键突破。近日，北京大学陈剑豪教授联合谢心澄院士、黄华卿助理教授、刘少博特聘副研究员及上海交通大学方裕强副研究员、北京师范大学刘海文教授等团队，在奇异金属量子几何非线性输运研究中取得突破。研究以2M-WS2拓扑超导候选材料为对象，首次在中心对称奇异金属体系中观测到量子几何诱导的反常手性输运与隐藏对称性破缺现象。实验发现，该材料在费米液体向奇异金属转变的温区出现能斯特效应的异常增强，其能斯特系数远超理论预期值，与铜基高温超导体的涡旋能斯特信号强度相当。通过高精度微纳加工工艺与强磁场二次谐波非线性输运测量技术，研究团队直接证实了体系存在隐藏对称性破缺，并观测到反常电磁手性各向异性。理论分析与第一性原理计算表明，该反常行为源于非平庸量子几何效应：费米面附近轨道磁矩在相变过程中占据主导作用，而层间局域滑移引发的微弱空间反演对称性破缺为量子几何效应的产生提供了物理前提。这一发现为理解奇异金属、高温超导等强关联物理的底层机制开辟了全新研究路径。
