近日，理学院博士生刘熊芳在凝聚态物理及材料领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》(影响因子：19，中科院一区TOP)发表题为“Interfacial Strain Modulated Correlated Plasmons in La1.85Sr0.15CuO4 and Their Role in High-temperature Superconductivity”的研究性论文。刘熊芳和苏州大学硕士生刘勋等为论文共同第一作者，理学院上海市高温超导重点实验室尹鑫茂教授和苏州大学蒋密教授等为论文共同通讯作者。上海大学是论文的第一完成单位和通讯单位。
高温超导材料由于能够在液氮温区（高于77 K）实现超导状态，显著降低了冷却成本和工程技术难度，其巨大潜力正推动能源、交通、信息及国防等领域发生深刻变革。尤其在核聚变能源发展中，高温超导磁体作为托卡马克等磁约束装置的核心组成部分，可提供高强度且高度稳定的磁场，是实现可控核聚变反应、构建清洁能源体系的重要支撑技术。因此，高温超导技术的突破不仅关乎基础物理学中的重大科学问题，也与未来清洁能源供给和国家能源安全密切相关。
尽管高温超导材料早在20世纪80年代被发现，其微观形成机理长期未能统一认识，成为凝聚态物理学中最重要、最具挑战性的未解问题之一。近年来的研究表明，高温超导材料的宏观物性不仅由低能准粒子行为所决定，高能集体激发同样在电子关联、磁交换以及超导配对机制中发挥着重要作用。然而，相关高能激发过程仍然缺乏直接的实验观测与系统的理论解释。针对这一关键科学问题，尹鑫茂教授团队选取典型铜氧化物高温超导体La1.85Sr0.15CuO4作为研究对象，采用高分辨椭圆偏振光谱技术，首次在具有超导性质的样品中清晰观测到可调控的高能等离激元激发，而该类激发在非超导样品中完全缺失。实验结果表明，这些等离激元起源于莫特强关联能带中的集体激发行为，并受到界面应变和长程库仑相互作用的显著调制。进一步的实验与理论计算发现，长程库仑相互作用对电子态密度及集体激发谱具有重要影响，从而建立了高能等离激元激发与高温超导形成之间直接而明确的物理联系，并揭示该联系可通过界面应变与长程库仑相互作用进行有效调控。该研究不仅为重新认识高温超导的微观机理提供了新的物理视角，也为通过界面应变与电子关联协同调控超导性能提出了可行思路。相关成果有望为高温超导材料在核聚变磁体、超导能源输运、量子计算以及新型功能器件等领域的应用奠定更加坚实的理论基础，对推动未来高性能超导材料的理性设计具有重要意义。
本工作得到国家自然科学基金项目(批准号: 12374378,52172271, 52307026)，国家重点研发计划项目(批准号:2022YFE03150200)，上海市科技创新计划项目(批准号:22511100200)，中国科学院战略重点研究计划项目(批准号:XDB25000000)的支持。近年来，其所在的上海市高温超导重点实验室在高温超导可控核聚变、高温超导关键成材技术、超导量子约瑟夫森结型器件、非常规高温超导和超导强电应用等方向上形成了很好的国际化研究氛围，实验室青年人才在量子功能材料与高温超导领域具有很好的国际影响力，近年来主办国内外学术会议或在重要学术会议上作大会报告30余次，主持或参与国家重点研发计划、中科院战略先导专项或上海市重大重点项目、国家标准等十多项。
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202525274
