作者:黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2017/7/27 10:28:23
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中科院上海硅酸盐所等
制备重堆叠二硫化钽超导薄膜材料

 

本报讯(记者黄辛)中科院上海硅酸盐所黄富强团队与合作者通过化学剥离成单层二硫化钽(TaS2)纳米片,并将纳米片抽滤自组装而重新堆叠成二硫化钽薄膜。重新组装的二硫化钽薄膜打破了原母体的晶体结构,形成了丰富的均质界面,并获得了比母体材料更高的超导转变温度和更大的上临界场。相关成果日前发表于《美国化学会志》。

目前,超导材料的最高超导温度在-100℃以下,成本很高,难以大面积推广,追求更高温甚至室温超导是物理学家们的梦想。 “由于缺乏理论支持,高温超导的探索步履维艰。”论文第一作者、硅酸盐所硕士研究生潘杰表示,传统以弱的电—声相互作用为前提的BCS理论难以解释40K以上超导机理,因此需要新理论解释高温超导现象。界面超导的发现是近几年超导领域的一个新亮点。然而,界面调控六方相二硫化钽(2H-TaS2)的电子结构却未见报道。

研究团队通过采用碱金属离子插层剥离的方法获得单层的二硫化钽纳米片,并通过抽滤的方式对其进行组装,得到重堆叠的二硫化钽薄膜。薄膜内部层与层之间发生无规则的扭曲,破坏了原先的晶体结构,形成了均质的界面。进一步研究发现,重堆叠二硫化钽薄膜的电子比热系数γ两倍于块体的六方相二硫化钽。

研究团队采用密度泛函理论对两种材料的电子结构进行模拟分析,发现重堆叠后的二硫化钽薄膜因层与层之间存在扭曲,界面处电子的离域化程度增强,由此导致了费米面附近的电子态密度增加,超导特性增强。黄富强表示,这项研究成果丰富了界面超导的研究内容,为完善超导理论,探索更高温的超导体系提供了很好的研究思路。

《中国科学报》 (2017-07-27 第4版 综合)
 
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