材料表现出的超导电学性质一直以来都是物理学中的研究热点之一。近年来，随着二维材料的兴起，特别是，越来越多地糖心产精国品免费入口*完整版例如石墨烯、FeSe-SrTiO3、具有原子单层厚度NbSe2和MoS2等材料相继被报道出超常超导特性，以及二维超导材料在糖心产精国品免费入口*完整版中潜在的应用价值。对于糖心产精国品免费入口*完整版中的超导成因以及维度和其超导行为之间的相互关系的研究成为了当前的二维超导研究的前沿热点。

其中，作为过渡金属硫化物（TMDS）的TaS2是一种非常有趣的二维TMDS材料，作为体材料本身具有丰富的相变过程，随着温度的降低，其中1T-TaS2相会经过非公度电荷密度波（CDW）、准公度电荷密度波和公度电荷密度波三次相变，而且在最后一次相变之后，体系会从金属转变为Mott绝缘体。而其中1H-TaS2相尽管能表现超导特性，但超导转变温度非常低。虽然这一材料已经被研究了30多年，但到目前为止其低温相变机制以及CDW相和超导相之间的相互关系仍无统一定论。中国科学院和新加坡国立大学研究团队合作，在传统的1T-TaS2体材料中，运用表面调控技术实现了表面的相转变，通过简单糖心产精国品免费入口*完整版方法诱导表面单层相变的发生（如图1），使本征的1T 相表面转变成为2H 相表面。首次得到表面层为2H 相的1T-TaS2相同质异形体。从而探索出一条不同于传统“剥离”转移获取单层二维材料的新技术。

同时，这种具有顶层2H 相的1T-TaS2相材料设计，使得1T-TaS2材料在低温环境从一个经典的Mott绝缘体一下子转变成一个超导体，而且其超导临界转变温度（Tc）显著提高，从0.8 K提升到2.1 K，比纯2H-TaS2体材料提升了约3倍（图2）。

通过不同温度的扫描隧道显微镜（STM）研究，科学家们还发现在2H-TaS2体材料表现出来的3×3电荷密度波（CDW）被压制到4.5 K以下。通过DFT 理论计算研究，这种超导临界转变温度提升可以通过2H /1T 结构对H相中的3×3 CDW的抑制和来自底层1T 体相的电荷转移掺杂来解释。研究进一步表明，通过STM探针提供的脉冲电场，可以将表面相变生成的2H相再次切换回起始的1T 本征相（图3）。因此，此项研究发现为未来超导开关量子器件的实现提供重要指导性作用。

这一成果近期发表在ACS Nano 上，文章的第一作者是新加坡国立大学王子莹和上海硅酸盐所孙宜阳博士。

该论文作者为: Ziying Wang, Yi-Yang Sun, Ibrahim Abdelwahab, Liang Cao, Wei Yu, Wei Fu, Leiqiang Chu, Hai Xu, Kian Ping Loh

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b07379）：

Surface-Limited Superconducting Phase Transition on 1T-TaS2
ACS Nano, 2018, 12, 12619–12628, DOI: 10.1021/acsnano.8b07379

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，发光学及应用国家重点实验室研究员，中国科学院大学材料与光电研究中心博士生导师。1998年于中科院北京物理所取得博士学位，先后在德国马克斯.普朗克（Max-Planck）微结构物理研究所，新加坡国立大学，以及法国科学院材料与结构研究中心(Toulouse)从事低维材料生长和表面物理研究工作。2016年回国加入中科院长春光机所，入选中科院率先行动 “百人计划” 技术英才、吉林省“高层次创新创业人才”。

目前研究兴趣包括表面物理，新型低维半导体光电材料与器件特性研究，以及原子尺度先进扫描探针检测加工技术。已发表包括Nature Nanotechnology、Nature Communications、Physical Review Letters、J. Am. Chem. Soc.、Advanced Materials、Advanced Functional Materials 等高水准SCI文章70余篇。


来源：X-MOL