過渡金屬二硫屬化合物在強磁場中的局域電子結構研究

《過渡金屬二硫屬化合物在強磁場中的局域電子結構研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由魯文建擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：過渡金屬二硫屬化合物在強磁場中的局域電子結構研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：魯文建
• 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院

項目摘要

超導電性與其它量子序之間的競爭或合作的關係一直是凝聚態物理學的研究焦點問題之一。層狀過渡金屬二硫屬化合物具有準二維結構的特徵，是典型的電荷密度波體系，通常低溫下還表現出超導電性。通過離子的插層、摻雜或外壓力等可以壓制電荷密度波而使得超導電性增強。但對於超導與電荷密度波的關係：競爭還是合作，目前還存在一定的爭論。要弄清楚超導與電荷密度波的關係，對於微觀的晶體結構、化學環境以及局域的電子能帶結構的研究顯得非常必要。本項目擬通過中科院強磁場科學中心的SMA（STM-MFM-AFM）組合顯微鏡的實驗平台系統地對過渡金屬二硫屬化合物的微結構、局域電子結構等進行原位的多重顯微學測量，研究超導與電荷密度波隨強磁場的演變過程。同時將結合電子能帶結構的理論計算，以期對超導與電荷密度波的關聯及其微觀的物理起源有更加深入的認識。本項目的開展還可能為理解一些非常規超導體的超導機理積累一些相關的實驗數據。

結題摘要

本項目是通過研究過渡金屬二硫族化合物的微結構和局域電子結構，探討該材料體系中電荷密度波和超導電性的關聯性及其物理起源。我們已在三個方面開展了相關研究工作：(1)通過離子摻雜調控了1T-TaS2/TaSe2等體系的電荷密度波，有效誘導了超導電性的出現，並通過理論解釋了其dome型電子相圖。(2)利用掃描隧道顯微鏡和高分辨透射電鏡研究了2H-TaS2/TaSe2以及1T-TiSe2等材料的局域結構以及電子結構，從微觀上解釋了電荷密度的物理起源是與周期性的晶格畸變有關。(3)我們還和國外多個研究小組合作研究了具有幾個原子層厚度的1T-TaS2，並通過電場有效調控了其電荷密度波的轉變；同時我們也從理論上解釋了低維化對電荷密度波的影響。上述我們的研究結果能為進一步揭示出該類材料中電荷密度波和超導電性的物理起源提供重要依據，同時也能為將基於電荷密度的電子學套用於低維半導體器件提供了相關研究基礎。在該項目的資助下，相關研究結果已發表在Nature Commun., Nano Lett., Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett.等期刊上，總計發表SCI論文11篇。