二硒化铌薄膜中发现隐形超导态
文章来源：新能源网 更新时间：2025-04-03 11:31:15
科技日报北京3月31日电 （记者张佳欣）以色列希伯来大学研究人员在二硒化铌薄膜中发现了一种意想不到的超导转变。当这些薄膜的厚度薄于6个原子层时，超导性不在整个材料中均匀分布，而是局限于材料表面。这一发现颠覆了先前的假设，对于理解超导性以及开发先进的量子技术具有重要意义。相关成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。 研究人员对由二硒化铌制成的薄膜进行了深入研究，这是一种特殊的层状超导材料，可被精确组装成厚度只有几个原子层的结构。通过使用高分辨率磁成像技术，研究人员能够看到先前方法无法检测到的细节，测量了这些材料在厚度减小时对磁场的响应。 通常认为，超导材料越厚，其排斥磁场的能力就越强，这一性质可用Pearl长度来表征。Pearl长度较小，意味着磁场更容易被排斥，符合超导体的常规行为。新研究证实，对于厚度超过10个原子层的样品，这一规则成立。然而，当薄膜厚度降至3—6层（2—4纳米）时，研究人员观察到了意想不到的现象：Pearl长度急剧增加，并且不再依赖厚度，表明磁场响应特性发生了变化。这一异常行为打破了原有的理论框架。 研究发现，当厚度低于6个原子层时，超导电流主要集中在顶部和底部表面，而不再均匀分布于整个材料内部。 这一结果拓展了对极薄膜超导性的理解，挑战了现有理论，同时也展现了高精度测量技术在揭示新物理现象方面的潜力，为量子技术的创新应用提供了全新思路。
科技日报北京3月31日电 （记者张佳欣）以色列希伯来大学研究人员在二硒化铌薄膜中发现了一种意想不到的超导转变。当这些薄膜的厚度薄于6个原子层时，超导性不在整个材料中均匀分布，而是局限于材料表面。这一发现颠覆了先前的假设，对于理解超导性以及开发先进的量子技术具有重要意义。相关成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。 研究人员对由二硒化铌制成的薄膜进行了深入研究，这是一种特殊的层状超导材料，可被精确组装成厚度只有几个原子层的结构。通过使用高分辨率磁成像技术，研究人员能够看到先前方法无法检测到的细节，测量了这些材料在厚度减小时对磁场的响应。 通常认为，超导材料越厚，其排斥磁场的能力就越强，这一性质可用Pearl长度来表征。Pearl长度较小，意味着磁场更容易被排斥，符合超导体的常规行为。新研究证实，对于厚度超过10个原子层的样品，这一规则成立。然而，当薄膜厚度降至3—6层（2—4纳米）时，研究人员观察到了意想不到的现象：Pearl长度急剧增加，并且不再依赖厚度，表明磁场响应特性发生了变化。这一异常行为打破了原有的理论框架。 研究发现，当厚度低于6个原子层时，超导电流主要集中在顶部和底部表面，而不再均匀分布于整个材料内部。 这一结果拓展了对极薄膜超导性的理解，挑战了现有理论，同时也展现了高精度测量技术在揭示新物理现象方面的潜力，为量子技术的创新应用提供了全新思路。 |
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