极端条件下关联过渡金属化合物中多种量子序的竞争与合作

强关联电子系统是凝聚态物理极具挑战性的学科前沿，不同有序态或量子涨落的竞争与合作，使得它们呈展出复杂多变的物理性质。本项目将利用低温、强磁场等综合极端条件，结合当代多种重要物性测量技术（包括光谱学、输运、磁性、热力学等方面）深入研究几个重要关联过渡金属化合物体系的基态和低能激发行为。深刻理解不同有序态和量子涨落的起源，增进对关联电子系统中的多体合作现象的认识。

整体研究工作基本按计划进行。在铁基超导和相关电子材料、层状电荷密度波系统、重费米子体、新型有机超导体等方面取得重要进展。主要研究成果包括：生长了包括1111，122，111，11等各个体系在内的铁基体系母体和超导体单晶样品并对其开展深入的物性和机理研究，特别是在用光谱手段研究其电荷动力学性质方面率先开展大量工作，引领了相关方面的发展。揭示铁基系统Fe的3d轨道电子既存在巡游性又存在局域性，并且它们之间存在较强的洪特相互作用；揭示局域磁矩的反铁磁涨落导是导致铁基超导体正常态奇异金属性质（如线性温度依赖磁化率关系）原因。合成了新型铁基材料Sr2ScO3FeAs和Sr3Sc2O5Fe2As2并通过Sc位掺杂（用4价的Ti4+置换3价的Sc3+）实现了超导起始温度45 K的超导电性；合成铁硒母体材料Na2Fe2Se2O，并进行基本的物性表征。对重费米子化合物从理论上深入研究了近藤屏蔽效应与其它相互作用竞争与共存所可能诱导的各种有序态；对重费米子体系URu2Si2从光谱手段揭示存在两种不同的能隙结构，分别对应于该系统著名的“隐藏序”和传导电子与局域电子杂化打开的能隙。系统研究了电荷密度波系统RTe_n（R＝La或4f稀土离子，n=2, 2.5, 3）的电荷动力学响应，发现全新的能隙打开和电荷密度波有序；通过Pd插层，发现了新型电荷密度波超导材料PdxRETe_n（RE, 稀土元素；n = 2.5, 3）。在少层石墨烯中成功地实现了超导电性；发现了常压下具有最高超导转变温度的新有机超导体。