該項工作由中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心超導國家重點實驗室究員孫力玲研帶領的團隊與中科院院士向濤、研究員周興江、胡江平等以及美國布魯克海文國家實驗室研究員顧根大和德國馬普所研究員林成天合作，利用先進的高壓研究手段，在Bi2212銅氧化物超導體中發現的。他們采用獨立發展的高壓原位電阻-磁化率一體化測量技術，對這類超導體進行了系統的研究，發現欠摻雜、最佳摻雜和過摻雜Bi2212銅氧化物超導體在較低的壓力下超導轉變溫度(Tc)升高到一定值后開始單調下降直至被完全抑制，隨之系統并沒有轉變成人們通常預期的金屬態，而是令人意外地進入了一個類絕緣體態，超導態與這種絕緣體態通過量子相變點相連接。進一步的實驗結果表明，上述壓力誘導的超導-類絕緣態量子相變不僅在每個晶胞具有兩層CuO₂面的Bi2212系統中出現，而且在每個晶胞具有一層和三層CuO₂面的Bi2201和Bi2223系統中也存在。

　　這是在銅氧化物高溫超導體中首次觀測到壓力導致的超導-絕緣體量子相變現象。這一新現象的發現對現有的固體理論是一個挑戰，為建立正確的關聯電子理論框架提供了新的研究課題。該項研究2月17日在線發表在Nature Physics上。

　　文章的并列第一作者為博士周亞洲、副研究員郭靜和博士蔡樹。高壓低溫X射線衍射實驗在中科院高能物理研究所同步輻射4W2線站完成。

　　該項研究得到了科技部、國家自然科學基金委、中科院B類戰略性先導科技專項和松山湖材料實驗室的支持。

　　論文鏈接 

　　Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ銅氧化物超導體在不同壓力下面內電阻(R)-溫度(T)依賴關系。圖(a)和圖(d)為欠摻雜(UD)樣品的R-T曲線；圖(b)和圖(e)為最佳摻雜(OP)樣品的R-T曲線；圖e中兩個臺階式的轉變為2D-3D的超導躍變【Nature Physics 16(2020)295】；圖(c)和圖(f)為過摻雜(OD)樣品的R-T曲線。

　　欠摻雜(UD)、最佳摻雜(OP)和過摻雜(OD) Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ 銅氧化物超導體在不同壓力下的原位電阻-磁化率一體化測量結果。紅色為電阻與溫度的依賴關系，藍色為調制交流磁化率與溫度的依賴關系。

　　Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ 銅氧化物超導體的壓力-溫度歸一化相圖。紅色區域為超導態，藍紫色區域為類絕緣態。