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学术   2024-11-06 06:01   上海  


通讯

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第一作者:Yiyu Xia, Zhongdong Han

通讯作者:Yiyu Xia,Zhongdong Han,Jie Shan, Kin Fai Mak

通讯单位:美国康奈尔大学

文献链接:

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08116-2

首次报道了在扭转双层钨二硒化物(WSe2)中观察到的稳健超导性。这种超导性出现在半带填充附近和零外部位移场中,其最佳超导转变温度约为200毫开尔文,占有效费米温度的1-2%,表明了强烈的配对效应。这一发现不仅扩展了我们对二维材料中超导性的理解,也为探索强关联电子系统中的非常规超导性提供了新的平台。

研究成果

本研究中,我们通过对3.5°和3.65°扭转双层WSe2的电输运研究,发现了其在特定条件下表现出的稳健超导性。这些条件包括半带填充和零外部位移场。我们观察到的超导性状态不是由相关绝缘体掺杂而来,也不能用现有理论轻易解释,这为未来的实验和理论提供了新的挑战。

论文亮点

1.首次在非石墨烯的扭转双层材料中观察到超导性:这一发现打破了以往超导性只在石墨烯扭转双层材料中观察到的局限。

2.超导转变温度与高温铜酸盐超导体相当:在扭转双层WSe2中观察到的超导转变温度约为200毫开尔文,占有效费米温度的1-2%,与高温铜酸盐超导体中的比值相当,表明了强烈的配对效应。

3.超导性与强电子关联的联系:观察到的超导性出现在库仑诱导的电荷局域化的边缘,暗示了其可能源于强电子关联。

图文导读

图 1 | tWSe2的电子结构。

图 2 | 半带填充附近的零电阻区域。

图 3 | 半带填充时的超导性。

图 4 | 超导态的掺杂依赖性。

图 5 | 超导-绝缘体转变。

实验不仅在扭转双层WSe2中观察到了稳健的超导性,而且揭示了这种超导性可能与强电子关联有关。这一发现为探索非常规超导性提供了新的材料平台,也为理解强关联电子系统中的超导机制提供了新的视角。

作者简介

Jie Shan(左)Kin Fai Mak(右)

Jie Shan,现为康奈尔大学应用与工程物理系教授。本科毕业于莫斯科国立大学,博士毕业于哥伦比亚大学。专注于纳米材料的光学和电子特性研究,尤其是原子级薄的二维晶体(如石墨烯和MoS2)及其异质结构。

Kin Fai Mak,现为康奈尔大学物理和应用与工程物理系副教授。本科毕业于香港科技大学,博士毕业于哥伦比亚大学。研究方向:光谱学; 二维量子材料及其异质结构;固体中的Berry curvature效应;二维超导和激子凝聚;磁性;强相关物理学。



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