自铜氧化物高温超导体发现三十多年来，对于其物性和机理的研究主要聚焦在最佳掺杂与欠掺杂区间，对高温超导“非常规性”的认识也多发端于此。近年来，通常被认为比较传统的过掺杂区间也展现出偏离BCS理论的实验迹象，然而其非常规物理性质的来源尚不清楚。特别是，当赝能隙态和电荷序等现象消失后，过掺杂区间的电子结构特性及其向金属态的演化，是当前该领域内一个重要的前沿课题。

       近两年，物理系王亚愚研究组利用扫描隧道显微镜（STM）对高度过掺杂的三层铜氧化物Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_10+δ(Bi-2223)和双层铜氧化物Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ(Bi-2212)进行了系统的实验研究。他们发现过掺杂铜氧化物的d-波Bogoliubov准粒子在节点和反节点方向呈现截然不同的行为。在节点附近的低能准粒子具有长程相位关联的色散特性，其波矢随掺杂浓度升高而在动量空间逐渐收缩[Phys. Rev. Lett. 125, 237005 (2020)]。在此基础上，他们在最近的工作中深入研究了反节点附近Bogoliubov准粒子的行为。与节点附近相反，反节点的超导电子表现为短程关联的非色散特性。有趣的是，这些Bogoliubov准粒子由于某种未知机理形成平带，极大地加强了反节点的电子态密度，引发反节点之间动量转移Q=(p,p)的散射通道，并在实空间形成根号二倍晶格长度的周期结构。这种散射如此之强，以至于改变了超导激发的本征能量，使得占据态和非占据态的超导相干峰变得不再对称。这种反常的粒子-空穴不对称的隧道谱型同样具备根号二倍晶格长度的震荡周期，在实空间呈现超导相干峰“左右摇摆”（如下图）的有趣现象。他们提出了一种可能的理论模型，其中非磁性杂质扮演重要角色，它们传递了可以破坏超导库珀对的强散射，从而为理解过掺杂铜氧化物从高温超导态演化为金属态提供了一个自然的物理图像。值得说明的是，该实验结果本身并不能完全排除另一种可能性，即存在一种波矢为(p,p)的新型电荷序，通过与d波超导体的作用而导致这种反常的隧道谱型。无论最终哪种理论模型是正确的，这一实验工作都在过掺杂铜氧化物超导体中揭示了一种全新的行为，同时为许多悬而未决的问题，如相干峰明显偏离d-波的态密度、铜氧化物普遍存在的纳米尺度不均匀性、超流密度随掺杂浓度下降等，提供了新的思路。

       这项工作首次揭示了过掺杂铜氧化物超导体中粒子-空穴不对称的超导相干峰及其周期性的空间分布，为理解高温超导微观机理提供了有价值的新线索。该成果以“Particle-hole asymmetric superconducting coherence peaks in overdoped cuprates”为题发表在3月21日的Nature Physics上。该项工作是与加州大学伯克利分校的李东海、中科院物理所的周兴江研究组、德国马普所的林成天以及中国人民大学的蔡鹏合作完成的，并得到国家自然科学基金委、科技部以及北京未来芯片技术高精尖创新中心的支持。物理系已毕业博士生邹昌炜（2021届）、郝镇齐（2018届）为文章的共同第一作者，物理系在读博士生叶树森、徐妙参加了该项工作。