二碲化钨中压力诱导的超导电性研究获进展

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二碲化钨（wte2）是具有层状结构的过渡族金属硫族化合物，在其正交晶胞中钨链沿着碲层的a轴方向呈一维分布，是一种非磁性的半金属材料。wte2以其良好的热电性能早已为人们所认知，普林斯顿大学教授cava研究组在2014年意外地发现wte2在常压下具有不饱和的大磁阻（lmr）特性，即在磁场下这种材料表现出异常大的正电阻效应，而且在非常高的磁场下也不饱和。这种特性不仅为其在电子器件方面的应用提供了潜在的可能，同时也为大磁阻材料的研究开辟了新的方向。在半金属中，非常高的磁阻是由于空穴-电子间的“共振”所产生的，而wte2是第一种人们发现的具有这种完美共振的材料。

最近，中国科学院物理研究所／北京凝聚态物理国家实验室(筹)超导国家重点实验室sc4组研究员孙力玲和博士生康德芬、周亚洲等与物理所副研究员石有国、清华大学教授张广明合作，对wte2的高压行为进行了系统、深入的研究，发现在压力的作用下lmr现象得到了连续的抑制，最终在约10.5gpa压力下消失，同时呈现出超导电性。在13gpa压力下出现最高超导转变温度（tc=6.5k），在更高的压力下tc连续下降，在24gpa时，tc=2.6k。高压原位霍尔测量表明，在lmr完全被抑制和出现超导电性的临界压力下，霍尔系数由正值变为负值，揭示出在该临界压力下发生了具有费米面重构的量子相变，这类相变通常可以用lifshitz相变来描述。高压同步辐射xrd实验结果证实wte2在20.1gpa压力以下没有出现结构相变，但在临界压力下c轴被压缩了6.5%，其压缩比例是a轴压缩率的10倍，是b轴压缩率的两倍，说明在该临界压力点处费米面的重构伴有强烈各向异性的晶格缩减。

超导电性常常与电子有序态密切相关，其关联性一直是超导领域的重点研究课题之一。该研究首次在近邻lmr态中发现了压致超导现象，丰富了人们对超导态与其它量子态关联性的研究内容，该研究结果发表在naturecommunications,6(2015)7804上。

该研究得到了国家自然科学基金委、“973”和中科院b类先导项目的支持。

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