【儀表網 研發快訊】探索和發現新奇的超導態以及研究超導態與其它量子態的相互作用是現今凝聚態物理領域的重要課題。其中，研究超導態和磁性態之間的關聯是人們一直致力于研究的方向，不僅有利于人們理解這些量子態的機理，還能為實現人工調控這些量子態打下重要基礎。在單一材料中，超導和磁性往往不會共存。因此，研究者通過分子束外延生長異質結或者人工堆疊異質結的方式將具有超導和具有磁性的材料構筑在一起，從而研究其中的新奇超導或者相互作用。然而，無論是分子束外延生長還是人工堆疊，制備樣品都具有極大的挑戰性，往往不能完全按照人們的想法生長，亦或者生長出來的樣品在尺寸和質量上有諸多限制，極大地限制了對其中超導態與其它量子態的研究。
近日，中國科學院大學材料科學與光電技術學院姜宇航研究團隊與北京大學陳劍豪研究團隊合作，在單一塊體材料6R-TaS2中觀測到超導態與近藤共振態的共存現象。姜宇航研究團隊利用自主設計搭建的極低溫強磁場掃描隧道顯微鏡研究了6R-TaS2中兩種解理面，即1H與1T面。通過原子分辨級掃描隧道顯微鏡形貌圖像和高能量分辨率電導譜表明：(1)1H面具有3 × 3的電荷密度波態，且在極低溫下打開超導能隙，大小約0.5 meV，超導轉變溫度約2.5 K。(2)1T面具有√13 × √13的電荷密度波態，且出現近藤共振峰。近藤共振峰在12 K左右消失。該研究是首次在1H與1T構筑的異質結材料中未經調控直接觀測到超導態與近藤共振態共存的實驗現象，為證明其中的伊辛向列超導態和隱藏磁性提供了強有力的微觀譜學支撐。也為后續深入研究6R-TaS2中新奇超導現象、超導態與其它新奇量子態的相互作用打下基礎。
圖：(a)6R-TaS2的晶格結構。(b)6R-TaS2中超導態與近藤共振態共存。
相關成果以“Nematic Ising superconductivity with hidden magnetism in few-layer 6R-TaS2”為題發表于2024年8月31日的Nature Communications雜志。中國科學院大學材料學院姜宇航副教授為共同通訊作者。中國科學院大學博士后/特別研究助理曹路完成了掃描隧道顯微鏡的表征。
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