尋找物質(zhì)新基態(tài)是凝聚態(tài)物理的重要前沿課題，也是科學(xué)家同行們激烈競(jìng)爭(zhēng)的大舞臺(tái)。金、銅、銀等傳統(tǒng)金屬中電子基態(tài)稱為費(fèi)米液體。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的突破式發(fā)展，諸如拓?fù)涑瑢?dǎo)態(tài)、拓?fù)浣^緣態(tài)、維爾半金屬態(tài)等一系列新物質(zhì)態(tài)不斷被觀測(cè)到。近藤效應(yīng)是金屬自由電子屏蔽局域磁性雜質(zhì)時(shí)發(fā)生的強(qiáng)關(guān)聯(lián)現(xiàn)象。當(dāng)兩個(gè)自旋簡(jiǎn)并的自由電子（各自帶有自旋1/2）試圖屏蔽同一個(gè)自旋1/2的磁性雜質(zhì)時(shí)，一種新的非費(fèi)米液體基態(tài)-雙通道近藤效應(yīng)將會(huì)發(fā)生。雙通道近藤效應(yīng)因其與強(qiáng)關(guān)聯(lián)物理、重費(fèi)米子、高溫超導(dǎo)、拓?fù)湮镔|(zhì)、碳納米管和量子點(diǎn)等的密切聯(lián)系而備受關(guān)注。自旋雙通道近藤效應(yīng)中，一個(gè)自旋1/2雜質(zhì)通過交換相互作用與兩個(gè)等價(jià)的軌道通道中導(dǎo)帶電子發(fā)生反鐵磁耦合。然而，這種自旋雙通道近藤效應(yīng)，因其對(duì)兩個(gè)耦合通道嚴(yán)格對(duì)稱和零局域磁場(chǎng)的苛刻要求，很難從實(shí)驗(yàn)上直接觀測(cè)到。幸運(yùn)的是，理論預(yù)言軌道自由度簡(jiǎn)并的贗自旋雜質(zhì)-雙能級(jí)體系與導(dǎo)帶兩個(gè)自旋通道的電子發(fā)生強(qiáng)耦合條件下的共振散射時(shí)（如下圖所示），將表現(xiàn)出物理上與自旋雙通道近藤效應(yīng)等價(jià)但較為穩(wěn)定的軌道雙通道近藤效應(yīng)。對(duì)電輸運(yùn)特性的研究，可以提供軌道雙通道近藤效應(yīng)的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)：三溫區(qū)電阻率反常上升、強(qiáng)磁場(chǎng)不依賴性和雙能級(jí)體系結(jié)構(gòu)無(wú)序特性。三十多年來(lái)，科學(xué)家們進(jìn)行了大量的理論探討和實(shí)驗(yàn)探索，但由于結(jié)論性實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的缺乏，軌道雙通道近藤效應(yīng)的理論預(yù)言和實(shí)驗(yàn)飽受爭(zhēng)議。

　　最近，中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所半導(dǎo)體超晶格國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員趙建華與德國(guó)馬丁路德大學(xué)博士朱禮軍、美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)教授熊鵬和Pedro Schlottman合作，在L10-MnAl外延薄膜中首次觀測(cè)到軌道雙通道近藤效應(yīng)的全部電輸運(yùn)證據(jù)，包括三溫區(qū)電阻率反常上升、強(qiáng)磁場(chǎng)不依賴性和雙能級(jí)體系結(jié)構(gòu)無(wú)序特性，有力證明了軌道雙通道近藤效應(yīng)的存在。值得指出的是，他們利用分子束外延技術(shù)，通過對(duì)樣品無(wú)序程度的精確控制，成功實(shí)現(xiàn)了雙通道近藤效應(yīng)諸如近藤溫度、耦合強(qiáng)度、贗自旋雜質(zhì)特征能量劈裂和體密度等特征參數(shù)的有效調(diào)控，從而深度驗(yàn)證了軌道雙通道近藤效應(yīng)的理論模型。另一方面，這也是首次在具有長(zhǎng)程鐵磁序的材料體系中觀測(cè)到雙通道近藤效應(yīng)，證明了軌道雙通道近藤效應(yīng)可以與自旋極化能帶結(jié)構(gòu)共存，排除了長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為即使很弱的導(dǎo)帶自旋極化也可能會(huì)降低通道對(duì)稱性從而徹底破壞軌道雙通道近藤效應(yīng)的疑慮。

　　該研究成果發(fā)表于國(guó)際期刊《自然·通訊》(Nature Communications)。該工作得到了科技部和國(guó)家自然科學(xué)基金委等經(jīng)費(fèi)的支持。