具有非中心对称结构的超导材料，因其潜在的非传统配对机制及可能衍生的拓扑量子物态或物性，已成为当前凝聚态物理领域的重要前沿方向之一。近期，上海科技大学拓扑物理实验室/量子功能材料全国重点实验室郭艳峰课题组与合作团队，在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上发表两项研究成果：一是围绕手性结构超导体，系统揭示了其拓扑电子能带特征及自旋–轨道耦合（SOC）增强的p波配对分量；另一项则通过新颖的链式插层策略，成功实现了具有较高超导转变温度的块体二维伊辛超导体系。这两项工作为深入理解非常规超导机理、探索拓扑量子态调控提供了重要的新型材料平台。
一、手性结构超导体中自旋-轨道耦合驱动混合宇称超导配对
手性结构超导体因同时缺乏镜面与空间反演对称性，其配对对称性允许自旋单态与三重态分量的混合，在轨道图像中具体表现为s波与p波配对分量的共存。理论上，若在该类体系中进一步引入时间反演对称性破缺，则有可能诱导出拓扑超导态。然而，在目前已发现的非中心对称超导材料中，s波分量通常占据主导地位，而p波分量占优的体系极为罕见。
郭艳峰课题组采用高压合成技术，成功制备出RhGe4、IrGe4单晶及IrSi4多晶样品，超导转变温度Tc分别为2.6 K、1.1 K及2.5 K。为精确确定其晶体结构，与上海科技大学马延航教授课题组合作，通过沿[010]、[-110]、[120]等晶带轴获取原子投影图像，直接对比手性结构对映的结构模型，最终确认三种化合物的空间群均为手性空间P3121。该策略有效规避了传统衍射方法在手性结构指认中存在的简并性问题，为手性晶体的绝对构型判定提供了一种普适性的实验范式。
在结构确认的基础上，研究团队进一步通过同族元素替换（Rh→Ir）系统调控自旋–轨道耦合（SOC）强度，并与浙江大学袁辉球教授课题组合作，结合比热测量与隧道二极管振荡技术对磁穿透深度进行表征。实验发现，超导配对对称性随SOC增强发生显著演化：在SOC较弱的RhGe4中，配对行为以自旋单态（s波）为主导；而在SOC显著增强的IrGe4中，则清晰呈现出混合宇称（s+p波）配对特征，且分析表明p波贡献甚至可能占据主导地位。第一性原理计算进一步揭示，三种化合物的费米能级附近均存在由对称性保护的Weyl点，表明拓扑电子态与超导电性可在同一手性晶格中实现共存。该工作一方面拓展了手性结构超导体的材料家族，另一方面也为验证SOC作为驱动混合宇称配对的关键微观机制提供了直接实验证据，对手性超导与拓扑量子态交叉研究具有重要推动作用。
图一、左上：RhGe4晶体结构模拟图与球差电镜测量结果比较图；右上：三个手性结构超导体电子比热拟合结果；左下：RhGe4、IrGe4的穿透深度、超流密度测量及分析结果；右下：理论计算的IrSi4电子能带结构及Weyl点位置。
上海科技大学助理研究员于振海、博士生叶运观、博士生楚朝阳、浙江大学博士生周宇巍、合肥国家实验室勒聪聪博士为共同第一作者，郭艳峰教授、马延航教授、南京大学万贤刚教授、中国科学院理论物理研究所吴贤新研究员、浙江大学袁辉球教授为共同通讯作者。上海科技大学为第一完成单位。
论文标题：Chiral-Structured Superconductors TrX4(Tr = Rh, Ir; X = Ge, Si): A Platform for Mixed-Parity Pairing and Topological States
二、独特链式插层实现“高Tc”与“大层间距”块体二维伊辛超导
二维过渡金属硫族化合物（TMDs）是研究伊辛超导的理想平台，但传统插层策略面临固有权衡：小离子插层虽可提Tc，却增强层间耦合、削弱二维性；大分子插层虽扩大层间距，却通常压制Tc。研究团队通过熔剂法合成了新型链式插层化合物(BaS)1/3TaS2，其晶体结构核心为在TaS2双层间插入一维Ba-S-S-Ba链。这种独特的“链式插层”实现了“一石三鸟”的效果：层间距扩大至~12.75 Å（母体2H-TaS₂的两倍多），Tc提升至3.1 K（母体 ~ 1.0 K），同时面内上临界场达20.4 T，远超泡利极限近4倍，面内外上临界场各向异性比高达~ 34。该材料还表现出异常的宽角度面内临界场增强（|θ-90°|<10°），区别于传统插层TMD的窄角度范围(<2°），暗示约瑟夫森涡旋动力学的贡献。此外，插层有效抑制了母体中~ 75 K的电荷密度波转变，可能更有利于超导配对。该工作打破了块体材料中“高Tc”与“强二维性”长期以来的权衡关系，首次在块体TMD中同时实现了高Tc、巨大层间距、强各向异性和远超泡利极限的上临界场，为二维伊辛超导的块体化应用开辟了新路径。
图二、上：(BaS)1/3TaS2晶体结构示意图、成分、粉末/单晶XRD及球差电镜测量结果。下：(BaS)1/3TaS2面内外上临界场、层间距与超导Tc与其它同类材料对比。
郑州航空工业管理学院朱子怡（郭艳峰教授课题组联培硕士研究生）、上海科技大学博士生刘祥麒、徐陈、华东师范大学博士生王浩楠为共同第一作者，郭艳峰教授、郑州航空工业管理学院陈雷明教授、华东师范大学杨振中教授为共同通讯作者。本工作主要在上海科技大学完成。
论文标题：Breaking the Trade-off: Bulk 2D Ising Superconductivity with High Tc and Giant Interlayer Spacing via a Unique Chain Intercalation in (BaS)1/3TaS2
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