新发现表明需要重新评估当前的电子相互作用理论，以便更好地理解磁性、高温超导性和透明金属的行为。
研究人员在 6 月 24 日发表于《自然通讯》杂志的一篇论文中，揭示了超洁净关联金属 SrVO 3样品中以前未观察到的现象。该研究提供了实验见解，挑战了这些不寻常金属的现行理论模型。
该国际研究团队来自德国保罗德鲁德固体电子研究所 (PDI)、橡树岭国家实验室 (ORNL)、宾夕法尼亚州立大学、匹兹堡大学、匹兹堡量子研究所和明尼苏达大学，他们相信，他们的发现将促使人们重新评估当前的电子关联效应理论，揭示这些系统中有价值的现象的起源，包括磁性、高温超导性以及极不寻常的透明金属的独特特性。
费米液体的特殊性质
钙钛矿氧化物材料 SrVO 3被归类为费米液体，即在足够低的温度下金属中相互作用的电子系统的状态。在传统金属中，导电的电子独立移动，通常称为费米气体。相比之下，费米液体具有电子之间显著的相互作用，这意味着一个电子的运动会强烈影响其他电子。
这种集体行为可以产生具有深远技术应用的独特电子特性，为关联金属中电子之间的相互作用提供见解。由于 SrVO 3的晶体和电子结构简单，它是研究电子关联现象的理想模型系统。这种简单性对于理解磁序或超导等复杂现象至关重要，这些现象可能会使理论和实验研究复杂化。
超净材料
材料纯度对实验精度的影响
理解指导电子关联效应理论模型的实验结果的另一个关键因素是材料本身是否存在缺陷。研究负责人、柏林 PDI 主任 Roman Engel-Herbert 博士说：“如果你想要彻底了解凝聚态物理学中保守得最好的秘密之一，那么你必须在最纯粹的形式下研究它;在没有任何外部干扰的情况下。几乎没有缺陷的高质量材料至关重要。你需要合成超洁净材料。”
迄今为止，获得无缺陷的 SrVO 3样品似乎是一项难以克服的挑战。通过采用一种创新的薄膜生长技术，该技术结合了分子束外延和化学气相沉积的优点，该团队实现了前所未有的材料纯度。
今天发表的研究报告的第一作者 Matt Brahlek 博士量化了这一改进：“材料纯度的一个简单衡量标准是室温与低温下电流流动的比率，称为残余电阻率比，RRR 值。如果金属含有许多缺陷，RRR 值会很低，通常在 2-5 左右。我们已经能够合成 RRR 大近 100 倍(200)的 SrVO 3薄膜，为研究相关金属 SrVO 3的真实特性打开了大门。特别是，高材料质量首次允许进入高磁场下的特殊状态，在那里发现了惊喜。”