突破!5.0° 扭曲双层二硒化钨(WSe2)超导特性开启超导研究新征程

时间:2025年1月23日
来源:Nature

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为探寻过渡金属二硫属化物(TMDs)中是否存在超导现象,研究人员开展了关于 5.0° 扭曲双层 WSe2的研究。结果发现其具有超导性,临界温度达 426 mK。该成果拓宽了超导研究范畴,意义重大。

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在扭曲双层和三层石墨烯中发现超导性引发了广泛关注,这类系统的关键特征是层间耦合和莫尔超晶格相互作用,产生具有强相关性的低能平带。莫尔图案也能在其他二维材料的晶格失配和(或)扭曲异质结构(如过渡金属二硫属化物,TMDs)中诱导出平带。虽然在莫尔 TMDs 中观察到了多种相关现象,但此前一直未有力证明超导性的存在。
此次研究发现 5.0° 扭曲双层二硒化钨(WSe2)具有超导性,最大临界温度为 426 mK。超导态出现在位移场和密度的有限区域,该区域与被认为由反铁磁(AFM)序引起费米面重构的金属态相邻。在低温下,超导相和磁相之间存在明显边界,这让人联想到自旋波动介导的超导性。
该研究结果表明莫尔平带超导性并不局限于石墨烯结构。二硒化钨(WSe2)等 TMDs 具有石墨烯所没有的本征材料特性,如本征带隙、大自旋轨道耦合、自旋谷锁定和磁性,这为探索比仅基于石墨烯结构更广阔的超导参数空间提供了可能。

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