三维各向异性超导体中量子格里菲斯奇点的B-T相图。图片来源：中国科学出版社

探索奇异的量子相变一直是凝聚态物理学的重点。相变中的关键现象完全由普遍性等级决定，该等级由空间和/或顺序参数控制，并且与微观细节无关。

量子相变是一类由于量子涨落而发生的相变，由系统的某些参数在零温度极限下进行调整。超导体-绝缘体/金属相变是量子相变的典型例子，已经深入研究了40多年。

紊乱被认为是最重要的影响因素之一，因此受到广泛关注。在相变期间，系统通常满足缩放不变性，因此普遍性类将由单个临界指数表征。相比之下，量子格里菲斯奇点的特点在于它打破了传统的尺度不变性，奇异物理学出现了。

格里菲斯奇点的物理学可以追溯到1969年，当时美国物理学家格里菲斯提出了一种相变，其中尺度不变性被打破。在这种情况下，临界指数倾向于发散而不是保持不变。量子格里菲斯奇点是指量子相变中的格里菲斯奇点。

自从量子格里菲斯奇点提出以来，它只在传统的低维超导薄膜和少数三维铁磁体中被观察到。量子格里菲斯奇点在三维超导体和非常规高温超导体中的存在尚未得到实验证实。这种确认将阐明对非常规高温超导机制的理解。

近日，北京大学物理学院国际量子材料中心研究员陈建豪、北京量子信息科学研究院、北京大学纳米器件理化重点实验室研究员陈建豪领导的课题组，对非常规高温超导体单晶CaFe中的量子格里菲斯奇点进行了研究1-x镍x阿斯F。

CaFe中具有多个量子临界点的磁场驱动的超导体-金属相变1-x镍x阿斯F。图片来源：中国科学出版社

他们和他们的合作者种植了一系列高质量的掺杂不足的 CaFe1-x镍xAsF首次体化单晶，并观测到磁场驱动的超导体-金属相变中准二维到三维各向异性量子格里菲斯奇点的演化。他们发现了强大的量子格里菲斯奇点，可以持续到5.3 K，并且可以通过平行和垂直磁场在晶体中感应出来。

本研究不仅揭示了量子格里菲斯奇点在三维和非非常规高温超导体系中的普遍性，还预测了在更多非常规高温超导家族（即镍基和铜基超导体）中发现量子格里菲斯态的可能性，这可能进一步促进对非常规高温超导机制的理解。

研究结果于2024年发表在《国家科学评论》上，题为“块状铁-钵超导体中的三维量子格里菲斯奇点”。

该论文的通讯作者是该文章的通讯作者，共同第一作者包括北京大学物理学院国际量子材料中心的博士后刘少波、博士生田聪宽和大连理工大学物理学院助理教授蔡永庆。

更多信息：Shao-Bo Liu 等人，块状铁-钛酸超导体中的三维量子格里菲斯奇点，《国家科学评论》（2024 年）。DOI： 10.1093/nsr/nwae220