6月6日 物理学院学术报告会（第28期）北京大学王健教授学术报告：超越二电子库珀对凝聚的多电子超导态的发现

南京大学物理学院学术报告会（第28期）

报告题目：超越二电子库珀对凝聚的多电子超导态的发现

报告时间：2024年6月6日（周四）15:30

报告地点：鼓楼校区唐仲英楼B501

报  告 人：王健，北京大学

摘      要：超导是一种极其重要的宏观量子物态，具有零电阻、抗磁性、双电子量子化磁通（h/2e）等特性，自1911年发现以来得到了学术界和工业界的广泛关注。无论是对于常规超导（BCS超导体）还是非常规超导（铜基、铁基高温超导体，拓扑超导体等），当前对于超导的认知都是建立在双电子（费米子）配对的图像（超导库珀对）之上。超导态是否可以由超越两个费米子的多电子凝聚构成，是物理学界核心研究课题之一，相关研究不仅对于超导认知具有极其重要的科学意义，也有望为多费米子态的研究提供新的视角。然而，尽管前期有不少关于多电子超导凝聚态的理论工作，多电子超导一直未被实验发现。我们在CsV₃Sb₅环形超导器件中发现了h/6e与h/4e周期性量子振荡，揭示了六电子、四电子的超导磁通量子（h/6e、h/4e）的存在，表明样品中存在一种全新的超越二电子（库珀对）凝聚的，由六个电子和四个电子相干形成的多电子超导态。这是实验上首次得到多电子凝聚态的直接证据。作为一种全新的超越二电子凝聚的物质态，六（四）电子超导态的发现超越了长期以来传统认知中超导现象只源于两个电子构成的库珀对凝聚的图像，为探索和理解多费米子形成的新奇物质态开辟了方向。同时，六电子凝聚超导态的发现揭示出磁通量子的分数化，拓展了分数量子化和多费米子态的研究。

报告人简介：王健，北京大学物理学院量子材料科学中心博雅特聘教授。2016年入选教育部长江学者特聘教授，2018年入选国家重点研发计划项目负责人，荣获2015马丁伍德爵士中国物理科学奖、2019年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖青年科学奖、2022年度全球华人物理和天文学会亚洲成就奖等。2010年起王健在北大成立独立研究组，建立了极低温强磁场量子输运与分子束外延-扫描隧道显微镜联合实验室，现已发展成为能够集合高质量样品制备、原子级形貌表征和谱学，以及极低温强磁场电输运测量的实验组，在低维超导和拓扑材料的量子物态与相变方向取得了多项国际领先的重要原创性突破，在Nature、Science、Nature Physics、Nature Materials等学术期刊发表重要学术论文130多篇，其中通讯作者论文100多篇，五篇通讯作者论文被Science期刊视点文章以及编辑精选高亮报道，一篇通讯作者论文被Nature新闻和观点高亮报道。相关工作得到了国际学术界的高度认可，多次在重要学术会议上做邀请报告，例如美国物理学会三月会议2011年、2016年和2024年的特邀报告（APS March Meeting 2011, 2016 & 2024），以及2015年的新闻发布会报告等。