（通讯员 王金华）5月25日，《自然·物理》（Nature Physics）正式刊发了题为“Hard antinodal gap revealed by quantum oscillations in the pseudogap regime of underdoped high-Tc superconductors”的论文。该成果是国家脉冲强磁场科学中心用户英国剑桥大学Suchitra E. Sebastian教授团队在铜基高温超导体研究取得的最新进展，合作者还包括美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 Neil Harrison、德国马克斯-普朗克研究所Bernhard Keimer等，中心朱增伟教授、左华坤工程师和博士生王金华参与相关工作。
图1 铜基中具有单独二维费米表面的量子振荡迹象，左图为铜基的量子振荡和拟合图，右图为二维电子气镓砷的量子振荡和拟合图。两者具有类似的锯齿波形特征和谐振指数下降的趋势。
了解赝能隙中缺失的反节点电子激发，对于揭示欠掺杂铜基高温超导体的物理特性至关重要。然而，迄今为止进行的大多数高温实验，都无法辨别反节点状态是由于其高温衰减而变得不可观察，还是由于打开能隙而消失。为了分辨这两种情况，该研究利用PDO技术（一种近邻非接触电阻测量方法）在具有更低杂质的新样品中开展量子振荡研究，检查在掺杂不足的铜基中仅占据了布里渊区的2%的小费米面口袋是否孤立地存在于大多数跨越反节点的完全间隙的状态密度中，或者是否在热力学上与无能隙的反节点态发生耦合。研究发现，与小费米口袋相关的量子振荡表现出一个孤立的二维费米面口袋的锯齿波形特征（如图1），由此表明反节点态被遍布整个布里渊区的硬能隙所破坏，这对赝能隙区域中几乎整个布里渊区的准粒子消失的潜在成因进行了有力的限制。
该研究借助脉冲强磁场设施提供的60T强磁场和低温实验条件，利用PDO技术测量了YBCO铜基超导体的非接触电阻，得到了YBCO中的量子振荡和费米面的信息，为揭示铜基超导体中小费米口袋相关的量子振荡具有一个孤立的二维费米面口袋特征提供了实验依据。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41567-020-0910-0
