(a) Dipendenza dalla temperatura della resistenza del PC a polarizzazione zero che mostra una tipica transizione superconduttiva. Riquadro:Schemi della configurazione della misurazione PCS. (b) Spettri dI/dV normalizzati a 0,5 K sotto diversi campi magnetici fuori piano. La linea blu navy indica la misurazione del campo zero. (c) Spettri dI/dV normalizzati a temperature selezionate da 0,5 a 6,0 K. (d) Ingrandimento del picco di conduttanza di polarizzazione zero normalizzato. Credito:©Science China Press
Recentemente, Il prof. Jian Wang e i suoi collaboratori hanno scoperto la superconduttività non convenzionale indotta dalla punta mediante contatto a punto duro su cristalli di TaAs semimetallici di Weyl, che potrebbe essere topologicamente non banale. I superconduttori topologici hanno attirato grande attenzione per la loro capacità di ospitare modalità zero di Majorana, che potrebbe essere utilizzato nel calcolo quantistico topologico. Perciò, questa scoperta non solo apre una nuova strada nello studio dei nuovi stati superconduttori basati sui materiali Weyl, ma dimostra anche un nuovo metodo per indurre la potenziale superconduttività topologica mediante modulazione di contatto hard-point su materiali topologici non superconduttori. Questo lavoro è stato pubblicato in Bollettino Scientifico .
I superconduttori topologici mostrano un gap superconduttore allo stato bulk, ma supportano fermioni di Majorana senza pause o modalità zero di Majorana nel confine. I modi zero di Majorana obbediscono a statistiche non abeliane, e può essere applicato al calcolo quantistico topologico e per costruire un computer quantistico tollerante ai guasti.
Nel 2016, Prof. Jian Wang in collaborazione con il Prof. Jian Wei, Prof. Xiong-Jun Liu, Il Prof. X. C. Xie e il Prof. Shuang Jia dell'Università di Pechino hanno riportato una superconduttività non convenzionale indotta dal contatto del punto duro su Cd semimetallico 3-D Dirac 3 Come 2 cristalli ( Materiali della natura 15, 38 (2016)). I risultati rivelano un nuovo modo per rilevare e studiare la potenziale superconduttività topologica utilizzando il contatto punta/punto duro su materiali topologici non banali, che è diverso dal metodo dell'effetto di prossimità prevalente per realizzare la superconduttività topologica e i fermioni di Majorana.
Il fermione di Weyl, un fermione di Dirac senza massa a lungo cercato con una chiralità definita, è stato realizzato come eccitazione a bassa energia attorno a un punto Weyl in un semimetallo Weyl, che possiede coni fermionici di Weyl nella massa e stati dell'arco di Fermi non banali sulla superficie. Essendo superfici topologiche di Fermi, I semimetalli Weyl potrebbero essere candidati naturali per la realizzazione di superconduttori topologici se la superconduttività può essere indotta. Recentemente, Il prof. Jian Wang e i suoi collaboratori hanno riportato la scoperta della superconduttività non convenzionale indotta dalla punta di PtIr su cristalli singoli Weyl semimetallici TaAs non superconduttori.
La spettroscopia di contatto puntuale mostra un picco di conduttanza di polarizzazione zero e picchi di doppia conduttanza, così come doppie cadute di conduttanza, che rivelano le caratteristiche della superconduttività non convenzionale. Per di più, gli esperimenti di controllo mostrano che la punta W può anche indurre superconduttività ma la punta Au relativamente morbida non può indurre superconduttività sui cristalli di TaAs. Significa che la pressione "uniassiale" locale e l'effetto drogante intorno alla regione di contatto del punto sono importanti per la comparsa della superconduttività. Lo studio teorico suggerisce inoltre che la superconduttività indotta su TaAs potrebbe avere una topologia non banale. Così, questo lavoro dimostra un metodo efficace per rilevare e studiare la superconduttività topologica utilizzando il contatto a punta dura su semimetalli Weyl topologici non superconduttori.
I ricercatori hanno anche studiato in precedenza Au 2 Superconduttori al Pb mediante misure di contatto a punto duro. Quando si usa la punta Au "morbida", la temperatura di transizione superconduttiva ottenuta con la spettroscopia a contatto puntiforme è la stessa del risultato ottenuto con la misurazione standard a quattro elettrodi. Però, quando si usa la punta W "dura", la temperatura di transizione superconduttiva ottenuta mediante spettroscopia di contatto puntuale è significativamente migliorata. Questi risultati dimostrano ulteriormente che la tecnica di misurazione del contatto puntuale è affidabile per indurre e rilevare la superconduttività e potrebbe diventare un metodo universale per realizzare una nuova superconduttività su materiali topologici non banali.
La misurazione del punto di contatto è stata precedentemente considerata in alcuni casi per studiare i materiali superconduttori. Il presente lavoro riporta la tecnica sviluppata per indurre la superconduttività su materiali topologici non superconduttori utilizzando una punta non superconduttiva (punto di contatto duro), diverso dai precedenti esperimenti di contatto puntuale, dove i campioni sono essi stessi superconduttori. Perciò, la presente scoperta potrebbe motivare ulteriori indagini per rivelare completamente la superconduttività topologica indotta dalla punta dura sui materiali topologici.
