上科大联合团队在Weyl半金属材料研究上取得进展

发布时间2021-12-27文章来源 物质科学与技术学院作者责任编辑

近期,我校物质科学与技术学院、大科学中心联合中国科学院物理研究所报道了压力诱导的准一维Weyl半金属材料(NbSe4)2I的无序与超导现象。该成果以“Pressure-induced a partial disorder and superconductivity in quasi-one-dimensional Weyl semimetal (NbSe4)2I” 为题,发表在国际知名学术期刊Materials Today Physics上。

准一维材料由于维度的束缚,存在较强的各向异性和量子涨落现象,易于形成能量相近的各种量子有序态,进而产生复杂的量子现象,因此是凝聚态物理重要的研究课题之一。(MSe4)2I (M = Ta,Nb)是一种典型的具有电荷密度波(CDW)的准一维材料,具有复杂的量子现象。

我校齐彦鹏课题组与中国科学院物理研究所王志俊合作,对准一维材料(NbSe4)2I进行了深入的研究。研究表明, (NbSe4)2I是一种手性Weyl半金属材料,在常压下当不考虑自旋轨道耦合作用时拥有10对Weyl点,当考虑自旋轨道耦合时则拥有24对Weyl点。随着压力增加,Weyl点的数量减少,这些Weyl点的位置受到晶体对称性的保护,并且费米面下的手性电荷可以被压力调制。有趣的是,当电荷密度波在高压下被抑制后,该体系出现短程无序并伴随超导转变,并且随着压力增加,其超导转变温度可以增加至5.2 K。准一维材料(NbSe4)2I在压力下表现出丰富的电子态,这也为研究拓扑与超导的关系以及新型量子器件提供理想的平台。

上科大物质学院齐彦鹏课题组助理研究员裴翠颖和大科学中心副研究员史武军为该论文的共同第一作者。上海科技大学助理教授齐彦鹏和中国科学院物理研究所研究员王志俊为共同通讯作者。上海科技大学为第一完成单位。本工作得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划、上海市自然科学基金、中科院战略重点计划的资助,得到了上海同步辐射光源BL15U1线站,上科大物质学院电镜中心CℏEM、分析测试中心、上科大超算中心,软线活细胞项目的支持。


图 | (NbSe4)2I的晶体结构、Weyl点分布图以及高压下超导转变。


论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S254252932100170X