复旦大学发表最新Nature论文

发布时间：2026-08-14来源：生物世界

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

原子级厚度的范德华晶体是二维（2D）极限下理想材料体系的典型代表。这种维度降低往往产生重要结果，最典型的例子是石墨烯和其他二维材料中出现可通过栅极调控的新物理现象。将这种自上而下的方法推广到其他材料体系，蕴含着巨大机遇。最近的实验表明，铜氧化物高温超导的核心物理仅包含在两个 CuO₂ 平面内。

2026 年 8 月 12 日，复旦大学物理学系张远波教授、阮威教授和中国科学技术大学陈仙辉教授作为共同通讯作者（复旦大学 Luo Hengsheng 为论文第一作者），在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：Superconducting 2D cuprate with a single CuO₂ plane 的研究论文。

该研究成功将铜基高温超导体削薄至仅含一个超导平面——单个 CuO₂ 面，这一“极限操作”不仅证实了高温超导的二维本质，更在超导-绝缘体转变的临界点发现了奇异的“反常金属态”和量子临界现象，为研究高温超导机理提供了全新的量子实验平台。

在这项最新研究中，研究团队将维度降低推至极致——研究了仅含一个 CuO₂ 平面的单层 Bi₂Sr₂CuO₆₊_δ（Bi-2201）。在这个终极二维极限中，研究团队观察到一种显著的维度效应，表现为最优超导转变温度降低约 10%。此外，这种维度降低提供了前所未有的可调性——研究团队通过精细控制单分子层样品的氧化，成功将 Bi-2201 的相图扩展至未知领域。利用这种可调性，研究团队发现，当温度趋近于绝对零度时，在绝缘态与超导态之间出现了一种反常金属态。同时，研究团队还观察到一种以发散临界指数为特征的异常标度行为。这些发现阐明了铜氧化物中超导体-绝缘体量子相变的本质。

论文通讯作者张远波教授表示，该研究首次将铜氧化物的厚度从双层推进至真正的单层结构，实现了对铜氧化物超导属性的极限验证。实测数据强有力地支持了“铜氧化物高温超导是强二维现象”的观点，为这一长期假设提供了关键实验证据。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10857-1