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钽闆廠家制備重堆疊二硫化钽超導薄膜材料

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钽闆廠家制備重堆疊二硫化钽超導薄膜材料

發布日期:2019-03-01 作者: 點擊:

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    中科院上海矽酸鹽所黃富強團隊與钽闆廠家合作者通過化學剝離成單層二硫化钽(TaS2)納米片,并将納米片抽濾自組裝而重新堆疊成二硫化钽薄膜。重新組裝的二硫化钽薄膜打破了原母體的晶體結構,形成了豐富的均質界面,并獲得了比母體材料更高的超導轉變溫度和更大的上臨界場。相關成果日前發表于《美國化學會志》。


    目前,超導材料的高的超導溫度在-100℃以下,成本很高,難以大面積推廣,追求更高溫甚至室溫超導是物理學家們的夢想。 “由于缺乏理論支持,高溫超導的探索步履維艱。”論文第一作者、矽酸鹽所碩士研究生潘傑表示,傳統以弱的電—聲相互作用為前提的BCS理論難以解釋40K以上超導機理,因此需要新理論解釋高溫超導現象。界面超導的發現是近幾年超導領域的一個新亮點。然而,界面調控六方相二硫化钽(2H-TaS2)的電子結構卻未見報道。


    研究團隊通過采用堿金屬離子插層剝離的方法獲得單層的二硫化钽納米片,并通過抽濾的方式對其進行組裝,得到重堆疊的二硫化钽薄膜。薄膜内部層與層之間發生無規則的扭曲,破壞了原先的晶體結構,形成了均質的界面。進一步研究發現,重堆疊二硫化钽薄膜的電子比熱系數γ兩倍于塊體的六方相二硫化钽。


   研究團隊采用密度泛函理論對兩種材料的電子結構進行模拟分析,發現重堆疊後的二硫化钽薄膜因層與層之間存在扭曲,界面處電子的離域化程度增強,由此導緻了費米面附近的電子态密度增加,超導特性增強。黃富強表示,這項研究成果豐富了界面超導的研究内容,為完善超導理論,探索更高溫的超導體系提供了很好的研究思路。


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