改变原子层间相互作用可改变量子行为,新研究为探索不寻常超导形式提供新途径

技术研究 QuantumWire 2026-10-23 16:21
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2026年10月20日——中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心的一个研究团队与山东大学、安徽大学的研究人员合作,通过将有机插层与高压相结合,在一种层状材料中发现了一种非同寻常的超导性。

“我们的发现表明,改变原子层之间的相互作用可以改变材料的量子行为,”YANG Zhaorong 教授说,“这些发现也为探索不寻常的超导形式提供了新途径。”

该研究结果发表在Reports on Progress in Physics上。

层状材料的原子层被分离或挤压在一起时,往往表现出不同的行为。然而,在极端压力下研究这些变化可能很困难,因为超薄样品通常很脆弱。

在这项研究中,研究人员在1T-TaS2晶体的层间插入了有机分子。这削弱了层间相互作用,使材料在高压下保持稳定的同时,表现出更像更薄样品的特性。

随后,研究团队在压力最高接近吉帕斯卡的条件下,将插层材料与普通1T-TaS2进行了比较。这两种材料通向超导态的路径明显不同。

在原始材料中,超导性是在电荷密度波态被抑制之后出现的。然而,在插层材料中,超导性仅在更高的压力下、在另一种电子态被抑制之后才出现。

插层材料在其超导态中还表现出强烈的 Ising 特征,使其对磁场异常耐受。其材料面内的上临界场超过了常规 Pauli 极限的两倍。

这项工作为探索低维材料中的量子态提供了一条新途径。