强磁场下电子关联材料的新现象和新机理

Based on the High Magnetic field (>20 T), we will study the physics of the electron correlated systems. Our research will include: (1) anomalous normal state properties, properties of superconducting state of unconventional superconductors, and the vortex dynamics in the mixed state of high-Tc supercondutors such as iron-based pnictides; (2) novel topological quantum phenomena in the low dimensional systems, measurement of Fermi surface using SdH quantum oscillation; (3) the properties and metal-insulator transitions of transition metal compounds uner high magnetic fields, and the synthesis of new transition metal compounds with anti-perovskite structure under high magnetic field and discovery of new phenomena in these systems. The final goal of the project is to discover novel phenomena, to provide new experimental evidence for new physical mechanism in the novel quantum systems, to promote understanding of the high-Tc superconductvity, topological insulators, and low-dimensional electron correlated systems, and to provide new ideas for designing new electronic devices.

本项目依托稳态强磁场科学装置（B≥20T）开展稳态强磁场条件下电子关联材料中物理问题的基础研究,主要开展非常规超导体的正常态反常行为、超导相变和混合态磁通动力学研究,低维受限体系中的拓扑量子现象,利用dSH量子振荡测量体系的费米面, 强磁场条件下多种过渡金属化合物中金属-绝缘体转变等相变规律及物性研究, 以及强磁场下3d过渡族反钙钛矿结构化合物的制备和表征。通过本项目研究发现新的物理现象, 加深对高温超导电性等凝聚态物理中的前沿问题的理解,为建立新的物理机制提供实验依据,为发展新的电子器件提供启示。

本项目依托强磁场大科学装置，在非常规超导电性、低维受限体系中的拓扑量子现象和强磁场条件下过渡金属化合物的制备与物性研究等方面开展研究工作，已取得重要研究进展。（1）非常规超导体研究: 发现1111型铁基超导体P化学压力效应引起的2个超导态，BiS2基超导体Eu3Bi2S4F4中Se掺杂的反常压力效应，准一维超导体Nb2PdS5纳米线的超导-绝缘体相变; 压力诱导准一维电荷密度波材料TaTe4超导。（2）拓扑绝缘体和半金属研究: 证实超薄Bi纳米带中存在二维金属表面态(SdH效应); 合成新的Weyl半金属NbAs和NbP, 输运测量确认其电子结构和拓扑特性；（3）过渡金属化合物研究: 发现新的稀磁半导体(Sr,K)Zn2-xMnxAs2及巨磁阻新机制；在非磁金属PtBi2中发现线性巨磁阻；发现新的Kondo lattice化合物 CePtP3。利用平面霍尔效应研究纳米厚度的Sr4Ru3O10体系的磁性，发现厚度是调控量子态的有效参量。对Cr3+半掺杂o-YMnO3外延薄膜中的多铁性及其应变效应的研究，有助于深入理解过渡金属氧化物中的多铁性机制。.已经在PRB, APL, Sci. Rep.等学术刊物发表SCI论文33篇，被引用约140次。