高压下的铀砷化物（UAs₂）竟会“超导”？

本研究通过加压实验，在铀砷化物UAs2中首次实现了压力诱导的非常规超导电性。常压下，UAs2是一种反铁磁金属，其反铁磁有序温度高达约274开尔文（约1℃）。当施加压力超过约20吉帕（GPa，相当于地球外核压力）时，材料发生结构相变（从四方晶系转变为正交晶系），同时反铁磁长程序被彻底破坏；在此基础上，超导电性开始出现。超导转变温度（Tc）随压力升高而上升，在26.8 GPa时达到峰值约4.05 K（-269.1℃），随后在更高压力下逐渐减弱，最终在31.9 GPa以上完全消失，形成一个“穹顶状”的超导压力区间。尤为关键的是，该超导态表现出两个典型非常规特征：一是其上临界磁场μ₀Hc₂(0)高达约12特斯拉，远超常规超导体的理论极限（保罗极限，此处约6.7 T），表明配对机制很可能不是传统的自旋单态，而是更奇特的自旋三重态；二是在超导转变温度之上、正常态下的电阻随温度呈严格的线性关系（ρ ∝ T），即所谓“奇异金属”行为——这在常规金属中不会出现（常规金属电阻通常随T²或T⁵变化），是强关联电子体系中量子临界涨落的重要标志。研究还构建了完整的温度–压力相图，揭示了反铁磁序、结构相变、超导和奇异金属行为之间的紧密耦合。这些结果不仅使UAs2成为目前已知5f电子体系中最高Tc的重费米子超导体（超越同族材料UTe₂），更有力支持了“磁性涨落驱动超导配对”这一物理图像，并提示5f电子兼具巡游性与局域性的双重特性，是催生此类新奇量子现象的关键。未来可通过核磁共振（NMR）或缪子自旋弛豫（μSR）等手段直接探测其配对对称性。