——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
中科院上海硅酸鹽所黃富強(qiáng)團(tuán)隊(duì)與合作者通過(guò)化學(xué)剝離成單層二硫化鉭(TaS2)納米片,并將納米片抽濾自組裝而重新堆疊成二硫化鉭薄膜。重新組裝的二硫化鉭薄膜打破了原母體的晶體結(jié)構(gòu),形成了豐富的均質(zhì)界面,并獲得了比母體材料更高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度和更大的上臨界場(chǎng)。相關(guān)成果日前發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》。
目前,超導(dǎo)材料的最高超導(dǎo)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(dǎo)是物理學(xué)家們的夢(mèng)想。 “由于缺乏理論支持,高溫超導(dǎo)的探索步履維艱?!闭撐牡谝蛔髡?、硅酸鹽所碩士研究生潘杰表示,傳統(tǒng)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(dǎo)機(jī)理,因此需要新理論解釋高溫超導(dǎo)現(xiàn)象。界面超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)是近幾年超導(dǎo)領(lǐng)域的一個(gè)新亮點(diǎn)。然而,界面調(diào)控六方相二硫化鉭(2H-TaS2)的電子結(jié)構(gòu)卻未見(jiàn)報(bào)道。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)采用堿金屬離子插層剝離的方法獲得單層的二硫化鉭納米片,并通過(guò)抽濾的方式對(duì)其進(jìn)行組裝,得到重堆疊的二硫化鉭薄膜。薄膜內(nèi)部層與層之間發(fā)生無(wú)規(guī)則的扭曲,破壞了原先的晶體結(jié)構(gòu),形成了均質(zhì)的界面。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),重堆疊二硫化鉭薄膜的電子比熱系數(shù)γ兩倍于塊體的六方相二硫化鉭。
研究團(tuán)隊(duì)采用密度泛函理論對(duì)兩種材料的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析,發(fā)現(xiàn)重堆疊后的二硫化鉭薄膜因?qū)优c層之間存在扭曲,界面處電子的離域化程度增強(qiáng),由此導(dǎo)致了費(fèi)米面附近的電子態(tài)密度增加,超導(dǎo)特性增強(qiáng)。黃富強(qiáng)表示,這項(xiàng)研究成果豐富了界面超導(dǎo)的研究?jī)?nèi)容,為完善超導(dǎo)理論,探索更高溫的超導(dǎo)體系提供了很好的研究思路。
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