在大面積單層二硒化鈮晶體中觀測到伊辛超導和量子格里菲思奇異性的共存
伊辛超導是指超導庫珀對的自旋被有效的塞曼磁場固定住，由此表現出極強的的面內臨界磁場（遠超其泡利順磁極限）。通過分子束外延法在雙層石墨烯終止的6H-SiC(0001)襯底上成功制備出大面積（毫米以上）原子級平整的高質量單層過渡族金屬硫化物NbSe2薄膜（僅0.6 nm厚），在此基礎上對其覆蓋非晶態Se保護層，進而對非原位的電輸運物性展開了系統研究。研究發現：單層NbSe2薄膜表現出超過6 K的起始超導臨界轉變溫度和高達2.40 K的零電阻溫度，超過了早期機械剝離獲得的單層NbSe2以及分子束外延生長的單層NbSe2的超導轉變溫度。同時，強磁場和極低溫下的輸運測量結果直接證實了平行特征臨界場Bc//(T = 0)是順磁極限場的5倍以上，符合Zeeman保護的伊辛超導機制（前期NbSe2薄片中的伊辛超導證據需要實驗數據的理論擬合在更低溫更高磁場下的外推）。此外，極低溫垂直磁場下的電輸運測量表明，單層NbSe2薄膜在接近絕對零度時的量子臨界點表現出量子格里菲斯奇異性。
北京大學
2021-04-11
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