材料學(xué)院姜宇航研究團(tuán)隊(duì)在新奇超導(dǎo)和磁性共存方面取得新進(jìn)展

　　【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】探索和發(fā)現(xiàn)新奇的超導(dǎo)態(tài)以及研究超導(dǎo)態(tài)與其它量子態(tài)的相互作用是現(xiàn)今凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的重要課題。其中，研究超導(dǎo)態(tài)和磁性態(tài)之間的關(guān)聯(lián)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(tài)的機(jī)理，還能為實(shí)現(xiàn)人工調(diào)控這些量子態(tài)打下重要基礎(chǔ)。在單一材料中，超導(dǎo)和磁性往往不會(huì)共存。因此，研究者通過(guò)分子束外延生長(zhǎng)異質(zhì)結(jié)或者人工堆疊異質(zhì)結(jié)的方式將具有超導(dǎo)和具有磁性的材料構(gòu)筑在一起，從而研究其中的新奇超導(dǎo)或者相互作用。然而，無(wú)論是分子束外延生長(zhǎng)還是人工堆疊，制備樣品都具有極大的挑戰(zhàn)性，往往不能完全按照人們的想法生長(zhǎng)，亦或者生長(zhǎng)出來(lái)的樣品在尺寸和質(zhì)量上有諸多限制，極大地限制了對(duì)其中超導(dǎo)態(tài)與其它量子態(tài)的研究。
 

　　近日，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)材料科學(xué)與光電技術(shù)學(xué)院姜宇航研究團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)陳劍豪研究團(tuán)隊(duì)合作，在單一塊體材料6R-TaS2中觀測(cè)到超導(dǎo)態(tài)與近藤共振態(tài)的共存現(xiàn)象。姜宇航研究團(tuán)隊(duì)利用自主設(shè)計(jì)搭建的極低溫強(qiáng)磁場(chǎng)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(guò)原子分辨級(jí)掃描隧道顯微鏡形貌圖像和高能量分辨率電導(dǎo)譜表明：(1)1H面具有3 × 3的電荷密度波態(tài)，且在極低溫下打開(kāi)超導(dǎo)能隙，大小約0.5 meV，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度約2.5 K。(2)1T面具有√13 × √13的電荷密度波態(tài)，且出現(xiàn)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(gòu)筑的異質(zhì)結(jié)材料中未經(jīng)調(diào)控直接觀測(cè)到超導(dǎo)態(tài)與近藤共振態(tài)共存的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為證明其中的伊辛向列超導(dǎo)態(tài)和隱藏磁性提供了強(qiáng)有力的微觀譜學(xué)支撐。也為后續(xù)深入研究6R-TaS2中新奇超導(dǎo)現(xiàn)象、超導(dǎo)態(tài)與其它新奇量子態(tài)的相互作用打下基礎(chǔ)。
 

　　圖：(a)6R-TaS2的晶格結(jié)構(gòu)。(b)6R-TaS2中超導(dǎo)態(tài)與近藤共振態(tài)共存。
 

　　相關(guān)成果以“Nematic Ising superconductivity with hidden magnetism in few-layer 6R-TaS2”為題發(fā)表于2024年8月31日的Nature Communications雜志。中國(guó)科學(xué)院大學(xué)材料學(xué)院姜宇航副教授為共同通訊作者。中國(guó)科學(xué)院大學(xué)博士后/特別研究助理曹路完成了掃描隧道顯微鏡的表征。