近日，我院量子关联物质研究团队的段旭博士在国际著名物理学术期刊Physical Review B上在线发表了题为“Emergent superconductivity in doped ferroelectric hafnia”的论文[Phys. Rev. B 108, L241114(2023)]。 浙江科技大学为第一单位，青年教师段旭为第一作者，西湖大学刘仕教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的支持。

在凝聚态物理领域，超导性和铁电性代表着系统中两种不同的有序状态，通常难以在同一体系中实现共存。该研究通过第一性原理计算表明，电子掺杂的铪基铁电体Pca2₁-HfO₂可以实现Anderson-Blount's铁电金属态。巡游电子并未影响体系的极性声子及其非中心对称结构。然而，与极化位移无关的光学声子却与掺杂电子发生强烈耦合，诱导了Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 超导态。由于HfO₂具有硅基兼容的特性，因此基于Pca2₁-HfO₂的极性超导体为探索和设计可调控量子态的高性能混合集成系统提供了新的研究前景和机遇。（应用物理系 孙婷婷  学科办 陈璟）

图.电子掺杂HfO₂的电子结构、声子、电声耦合强度以及超导转变温度的计算结果。

论文链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.108.L241114