SC8-铁基超导体中自旋涨落的择优取向
非常规超导体包括铜氧化物高温超导体、铁基超导体、重费米子超导体和部分有机超导体等，因其不能用传统的BCS超导理论所描述而得名，它们的微观机理至今是凝聚态物理中最具挑战性的难题之一。传统的超导机理仅考虑了电荷相互作用，即巡游电子与构成材料晶格的原子发生库仑相互作用，通过交换晶格振动的能量量子——声子而发生两两配对，最终相干凝聚成超导宏观量子态。而在非常规超导体中，自旋相互作用显得尤为重要，不仅超导电性往往起源于对母体中静态反铁磁序的抑制，而且在进入超导态之后，自旋体系动态上会与超导态发生“共振”——在特定的能量和动量处形成一个集体自旋激发模，可以被中子散射直接观测到，称为“中子自旋共振模”。该共振模在非常规超导体中普遍存在，预示自旋涨落很可能是配对的媒介。然而，自旋涨落究竟如何参与电子配对，它们在过程中是否存在特殊的“偏好”？这是非常规超导机理的核心问题。铁基超导体的庞大家族成员、多能带电子结构和磁结构的多样性给非常规超导机理的研究带来了良好契机，特别是铁离子的局域磁矩与费米面附近的巡游电子之间的强烈耦合效应蕴含着丰富的物理。
SC3-铜氧化物超导体高压下的超导-绝缘体相变
对固体施加一个压力，晶格常数会变小，由此可增加能带宽度，把一个绝缘体转变为导体。这是高压诱导的绝缘体向导体的转变是固体材料常见的物理现象，称之为Wilson转变。而把一个金属甚至超导体通过压力，在不改变电子的价键特性的前提下，转变为绝缘体是一个非常困难的事。但这件几乎不可能发生的物理现象最近被发现了。该项工作由中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室孙力玲研究员带领的团队与所内向涛院士、周兴江研究员、胡江平研究员等，以及美国布鲁克海文国家实验室顾根大研究员和德国马普所林成天研究员合作，利用先进的高压研究手段，在Bi2212铜氧化物超导体中发现的。他们采用独立发展的高压原位电阻-磁化率一体化测量技术对这类超导体进行了系统的研究，发现欠掺杂、最佳掺杂和过掺杂Bi2212铜氧化物超导体在较低的压力下超导转变温度(Tc)升高到一定值后开始单调下降直至被完全抑制，随之系统并没有转变成人们通常预期的金属态，而是令人意外的进入了一个类绝缘体态，超导态与这种绝缘体态通过量子相变点相连接。进一步的实验结果表明，上述压力诱导的超导-类绝缘态量子相变不仅在每个晶胞具有两层CuO2面的Bi2212系统中出现，而且在每个晶胞具有一层和三层CuO2面的Bi2201和Bi2223系统中也存在。
SC2-量变导致质变：奇异金属与高温超导的普适物理规律
最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心利用材料基因工程“连续组分外延薄膜与匹配的跨尺度表征技术”获得了奇异金属散射（线性电阻斜率A1）与高温超导转变温度（Tc）之间的普适物理规律（A10.5~Tc）。这一规律揭示了非常规超导与奇异金属态这两大跨世纪难题的共同驱动机制，走出高温超导“量变导致质变”的关键一步。相关成果以Scaling of the strange-metal scattering in unconventional superconductors为题于北京时间2022年2月17日在《自然》杂志刊发【Nature 602, 431，2022】。
SC7-Kagome超导体中电荷密度波及电声子耦合的谱学研究取得进展
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室周兴江研究组的博士生罗海兰、博士后高强，联合T06组的蒋坤特聘研究员、博士后顾雨豪，以及EX10组的石友国研究员、博士生刘宏雄等，利用角分辨光电子能谱技术，对Kagome KV3Sb5超导体的电子结构开展了系统的研究，从光电子能谱中观察到了2*2 CDW引起的电子结构重构，测量了费米面依赖以及动量依赖的CDW能隙大小，发现了钒基轨道主导的能带具有电声子耦合的特征，为理解CDW的起源提供了重要信息。
SC7-国际首台大动量极低温深紫外激光角分辨光电子能谱系统研制成功并投入使用
2021年9月8日，在周兴江研究员组织下，赵林副研究员带领博士生吕守鹏（已毕业）、艾平（已毕业）、戎洪涛（已毕业）、闫宏涛、贾俊杰、杨鉴刚和张杏等历时8年研制成功的“大动量极低温深紫外激光光电子能谱系统”，顺利通过中科院条件保障与财务局组织的现场技术验收会(图1)。专家组对项目给予了充分肯定，对谱仪实现的高技术指标给予了高度评价。
SC7-铁基超导体(Ba0.6K0.4)Fe2As2的本征电子结构和超导能隙
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室周兴江研究组的博士生蔡永青、黄建伟以及赵林副研究员等，利用新一代基于飞行时间分析器的真空紫外激光角分辨光电子能谱的超高分辨率和同时探测二维动量空间的独特优势，结合氦灯光源的光电子能谱，对高质量最佳掺杂(Ba0.6K0.4)Fe2As2超导体进行了全面系统的电子结构和超导能隙的研究，揭示了其本征的电子结构和超导能隙结构。
SC7-单层FeSe薄膜中存在高达83K超导配对温度的谱学证据
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室周兴江研究组的博士生徐煜、戎洪涛、吴定松以及王庆艳副研究员、赵林副研究员等，利用高分辨角分辨光电子能谱技术，对制备的高质量单层FeSe/STO超导薄膜进行了系统的电子结构和超导电性的研究，发现了单层FeSe/STO薄膜在83 K存在超导配对的谱学证据。
SC7-掺杂Mott绝缘体的电子结构演变研究取得重要进展
中国科学院物理研究所／北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室周兴江研究组博士胡成等，与极端条件物理重点实验室靳常青研究组的博士赵建发以及凝聚态理论与材料计算重点实验室的向涛院士合作，利用高分辨角分辨光电子能谱技术，对新型铜氧化物母体Ca3Cu2O4Cl2的电子结构及其掺杂演变进行了系统的研究，取得了重要进展，为掺杂Mott绝缘体的电子结构演变和铜氧化物高温超导体的微观理论研究提供了重要信息。
SC8- 一种二维量子磁体中的随机自旋单态研究
二维量子反铁磁体是如何随着掺杂而演化的是当代凝聚态物理重要的主题之一，其中最佳的例子就是通过在CuO2二维正方形格子上引入载流子而导致的高温超导电性。通常来说，在二维量子磁体的面内引入杂质最终会摧毁任何长程序，并可能导致我们还不是完全了解的一些无序状态，例如量子自旋玻璃、自旋液体、价键玻璃和随机自旋单态等。其中随机自旋单态是首先在掺杂半导体（如Si:P）中被发现的。在这些材料中，位于随机位置的磁矩之间具有分布很广的关联。理论指出，具有最强关联的自旋之间会首先形成自旋单态，然后是那些具有较弱关联的自旋逐渐形成自旋单态，最终所有的自旋都会形成自旋单态，从而使整个体系进入所谓的随机自旋单态。理论上，在一维情况下，已经可以通过重整化群的分析证明这一状态的存在。而在更高维度上，人们也通过数值方法在某些情况下给出了验证。在实验上，有些二维顺磁体系的比热和磁化率在低温下存在幂律标度行为，被认为可能来源于随机自旋单态。但是，被广泛公认的自旋S=1/2二维随机自旋单态材料还未被发现。
SC5-Q03 超导量子计算实验进展：多体局域化迁移率边界的量子模拟
当一个强关联孤立系统引入足够强的无序时，该系统将不会体现出热化现象，即子系统的约化密度矩阵并不表现出各态遍历（ergodic）行为，这种现象被称之为多体局域化（many-body localization）。多体局域化在很多方面和安德森局域化类似，但不同之处在于其存在长程关联，或者更广泛的含义上属于“非可积系统”。过去几年相关课题进展很多，可以研究丰富的物理现象。各态遍历的热化与多体局域化量子相之间的转变是一种非平衡量子相变，它关注的是高激发态的性质。为了更加清晰地研究这一量子相变，人们引入能量密度谱来区分一个量子态到底是高激发态还是靠近基态。多体局域化与能量密度谱之间的依赖关系引发了大家对多体局域化迁移率边界（mobility edge）问题的讨论（图1），现有的基于严格对角化的数值计算给出了尺寸为24个量子比特左右的系统存在迁移率边界的证据。尽管如此，一些研究者对迁移率边界在热力学极限下的存在性提出了争议。
