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本报讯 近日，南京大学物理学院李绍春教授课题组与温锦生课题组、陈延彬课题组合作，利用碱金属插层的方法在Weyl半金属WTe2中实现了超导转变。该工作成果9月18日在Nano Letters上在线发表。南大物理学院博士生朱立为论文的第一作者；李绍春教授、温锦生教授和陈延彬教授为该工作的共同通讯作者。
一直以来在常压下都没有观察到WTe2的超导转变，寻找一种有效的调控方法来获得WTe2常压超导是非常必要的。该课题组采用液氨法成功地在WTe2单晶的范德瓦尔斯间隙中插入碱金属元素钾原子，获得了不同钾原子浓度的插层KxWTe2。XRD精修结果显示，钾原子插层并没有明显改变WTe2的晶体结构，因此KxWTe2可能仍然保留了第二类Weyl 半金属的拓扑能带性质，而碱金属插层则主要起到了电荷掺杂的作用。随着温度下降，插层KxWTe2呈现出半金属特性，与未掺杂的WTe2一致；当温度到达~2.6 K附近时，电阻出现迅速的下降，并在~1.2 K完全降为零，表现出超导转变。施加外磁场可以观察到超导转变被抑制。KxWTe2的超导性质表现出强烈的各向异性：沿平行于样品表面方向的临界磁场要比垂直方向的临界磁场大10倍左右。 这一性质与已经报道的一些超导体系相似，比如一些过渡金属二硫化物和铁基超导体。扫描隧道显微谱测量证实了超导能隙的存在。
可以预期，常压下WTe2的超导转变将使得更多的实验测量手段可以被利用，从而为常压下研究WTe2的超导机制提供了材料基础。由于WTe2本身属于第二类Weyl半金属，钾插层的WTe2也为研究拓扑超导提供了一种新的候选材料。 （物理学院 科学技术处）
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