亞穩相MX2的材料制備和新奇物理化學性質研究獲進展

　　層狀過渡金屬硫化物亞穩相MX₂ (M = Mo, W; X = S, Se)具有豐富的晶體結構和電子結構，是材料學、電化學和凝聚態物理領域研究的熱點材料。近年來，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員黃富強、助理研究員方裕強團隊，在亞穩相MX₂的材料制備和新奇物理化學性質研究中取得系列進展。 

　　經典朗道費米-液體理論可解釋大多數金屬的低溫行為，但無法解釋奇異金屬的行為。因此，需要對強關聯量子材料的奇異金屬態開展系統研究，為揭示高溫超導和量子物性等物理現象的理論機制提供重要依據。 

　　近日，黃富強團隊聯合浙江大學教授許祝安、上海交通大學教授邢暉團隊，在拓撲超導體2M WS₂中發現費米液體和奇異金屬交叉處能斯特效應的反常效應。2M WS₂晶體不同晶軸上的能斯特測試結果顯示出很強的能斯特響應。當2M WS₂由費米液體態進入奇異金屬態時，能斯特系數增加的數值與銅基高溫超導體相當。在交叉處能斯特峰與磁場和溫度的關系說明在進入奇異金屬態時載流子發生巨大熵變。相關成果以Anomalous enhancement of the Nernst effect at the crossover between a Fermi liquid and a strange metal為題，發表在Nature Physics上。 

　　相較于傳統非晶態和多晶態超導薄膜，二維層狀單晶超導體為探索和探測二維超導新奇特性提供了研究平臺。二維超導領域重要方向之一是探究其超導在面內強臨界場下的行為，尋找可以對抗超大外界磁場的超導體。這對于基礎物理學研究和超導應用研究具有重要意義。 

　　黃富強團隊和復旦大學教授修發賢、香港大學教授羅錦團團隊合作，首次在實驗上發現了自旋-軌道-宇稱耦合超導機制。研究表明，在具有拓撲能帶翻轉特性的二維中心對稱超導體中，由于自旋-軌道-宇稱耦合的影響，上臨界磁場可以超過泡利極限，并具有很強的面內各向異性。這對剖析具有拓撲能帶翻轉特性的二維中心對稱超導體中的奇異超導行為具有重要意義。同時，新型層狀單晶超導體2M-WS₂在研究中所展現出的獨特的物理屬性表明其在探究高階拓撲超導和新器件方面頗具研究價值。相關成果以Spin-Orbit-Parity Coupled Superconductivity in Atomically Thin 2M-WS₂為題，發表在Nature Physics上。