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In un recente articolo pubblicato su Bollettino Scientifico , i ricercatori hanno sviluppato un'efficace strategia di intercalazione dei cationi organici per manipolare l'accoppiamento interstrato di materiali stratificati, e ottenere una classe di cristalli ibridi organico-inorganico con proprietà topologiche su misura e superconduttività potenziate.
La riduzione della dimensionalità è un percorso diretto per manipolare l'accoppiamento interstrato di materiali stratificati per indurre proprietà esotiche. Ad esempio, WTe 2 , che è un semimetallo Weyl non superconduttore sfuso, potrebbe ospitare l'effetto Hall di spin quantistico con temperatura di transizione superconduttiva Tc ~ 0,82 K quando lo spessore è ridotto a monostrato. Però, la riduzione della dimensionalità richiede una crescita complessa o un'esfoliazione e i campioni monostrato sono spesso instabili in condizioni ambientali. Lo sviluppo di un metodo efficace e facile per manipolare l'accoppiamento interstrato per ottenere proprietà su misura è quindi altamente desiderabile.
Recentemente, i ricercatori guidati da Shuyun Zhou e Pu Yu della Tsinghua University hanno sviluppato insieme una strategia di intercalazione dei cationi organici per i materiali stratificati. Si parte dai semimetalli Weyl MoTe 2 e WTe 2 , e i campioni intercalati mostrano proprietà topologiche personalizzate, superconduttività potenziate e buone stabilità del campione. Il MoTe . intercalato 2 mostra Tc di 7,0 K rispetto a Tc di 0,25 K nella sua controparte bulk, ed è paragonabile al fiocco monostrato. Ma ancora più importante, il WTe . intercalato 2 mostra un Tc potenziato di 2,3 K, che è 2,8 volte Tc ~ 0,82 K nel campione monostrato, suggerendo che il metodo di intercalazione è molto efficace nell'incrementare la superconduttività. Tale manipolazione sia della topologia a banda che della superconduttività in MoTe . intercalato 2 e WTe 2 fornisce una piattaforma promettente per realizzare la superconduttività topologica e la modalità zero di Majorana.
Anche l'impatto della metodologia di intercalazione sviluppata in questo lavoro sull'ingegneria futura di altri materiali stratificati è di vasta portata. Come evidenziato da Xianfeng Duan dell'UCLA nelle News &Views pubblicate nello stesso numero, "L'approccio dell'intercalazione molecolare offre una strategia versatile per adattare la dimensionalità e la natura topologica dei cristalli stratificati, e definisce una classe completamente nuova di strutture superreticolo organico-inorganico per l'elaborazione elaborata degli stati elettronici e della complessa topologia della struttura a bande per consentire proprietà e dispositivi esotici".
(a) Illustrazione schematica per la strategia di controllo dell'accoppiamento interstrato attraverso l'intercalazione di cationi organici? b? Illustrazione schematica per l'emergere di isolanti topologici deboli superconduttori dal fermione di Weyl di tipo II? c? Confronto diretto dei risultati XRD per la spaziatura interstrato aumentata da Da 6,9 Å a 11,3 Å.?d? Le misurazioni della resistenza del foglio dipendenti dalla temperatura mostrano Tc =7,0 K del campione intercalato. Credito:©Science China Press
