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無序堆疊的界面效應引起TaS2薄膜體系的超導增強效應

來源: X-MOL 2017-08-01 15:20:00

在發現LaAlO3/SrTiO3界面具有超導電性質后(Science., 2007, 317, 1196),界面超導的研究引起了研究工作者的關注。隨后,人們在絕緣體La2CuO4/金屬相La2-xSrxCuO4界面也發現了高溫超導增強特性(Nature, 2008, 455, 782)。研究結果表明,超導增強歸功于界面處電荷的轉移與重新分布。后來,研究人員發現SrTiO3單晶/單層FeSe體系的超導轉變溫度為Tc=65 K(Nature Materials, 2013, 12, 605),遠高于FeSe塊體相的Tc=8 K,同樣的界面效應在其中起到決定性作用。隨著研究的深入,界面超導已經成為一類重要的超導體材料。


過渡金屬二硫族化合物MQ2(M=Ti, Nb, Ta, Mo, W等)的晶體結構由二維[MQ2]層組成,層間存在弱作用力。該材料是一種準二維的電子系統,在低溫下具有豐富的物理特性。其中,2H-TaS2是一種典型的電荷密度波(CDW)與超導共存的TMD材料,通過插層或高壓的方式可以抑制CDW轉變,增強2H-TaS2的超導特性。然而界面調控2H-TaS2的電子結構卻尚無報道。中國科學院上海硅酸鹽研究所、中國科學院上海微系統和信息技術研究所、北京大學等共同合作研究,通過化學剝離得到單層TaS2納米片以及納米片抽濾自組裝重新堆疊成TaS2薄膜,HAADF-STEM微觀電鏡觀察表明,層與層之間存在堆垛扭曲(圖1c),選區電子衍射進一步證實了扭曲的結構特點(圖1d),因此構筑的重新堆疊的TaS2薄膜中存在豐富的同質界面。


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