science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarneming van niet-triviale supergeleiding op het oppervlak van type II Weyl-halfmetaal

Krediet:CC0 Publiek Domein

Topologische supergeleiders, met bulk supergeleidende opening en Majorana-fermiontoestanden op het oppervlak of de rand, zijn een van de meest gewilde kwantummaterialen. Topologische supergeleiding is van fundamenteel belang met potentieel krachtige toepassingen in topologische kwantumberekening. De ontdekking van Weyl-halfmetalen - waarbij de geleidings- en valentiebanden alleen contact maken op Weyl-punten in de Brillouin-zone die worden beschermd tegen spleetvorming door kristallijne symmetrie of tijdomkeersymmetrie - heeft groot enthousiasme gestimuleerd voor het verkennen van topologische supergeleiding in deze materialen. Vooral, de supergeleiding van de topologische niet-triviale oppervlaktetoestand van Weyl-halfmetalen zou zeer aantrekkelijk kunnen zijn, maar is nog niet gemeld.

De niet-centrosymmetrische orthorhombische TaIrTe 4 , is beschouwd als een tijdomkering invariant Weyl halfmetaal met de minimale 4 Weyl punten. Onlangs, Prof. Jian Wang en Xiong-Jun Liu aan de Universiteit van Peking in samenwerking met Minghu Pan aan de Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie en anderen rapporteerden de experimentele bewijzen voor de onconventionele supergeleiding die wordt gegenereerd door de oppervlaktetoestanden in TaIrTe 4 van zowel scanning tunneling microscopie/ spectroscopie (STM/STS) als elektrisch transport metingen. Ze demonstreerden de supergeleiding van TaIrTe 4 door zowel de supergeleidende kloof van STS als de consistente weerstandsdaling van elektrisch transport. De dikte-onafhankelijk van ultralage kritische stroom en hoekafhankelijkheid van het bovenste kritische veld (Bc2) geven aan dat de supergeleiding alleen optreedt in de oppervlaktetoestanden. Verder, de temperatuurafhankelijkheid van Bc2-gedrag, het hoekafhankelijke kritische veld in het vlak en de stabiliteit van de supergeleiding tegen de magnetisatie ondersteunen samen de p-golfachtige topologische aard van de quasi-1D supergeleiding.

Deze ontdekking van quasi-1D oppervlakte-supergeleiding in Weyl-halfmetalen biedt een nieuw platform voor het verkennen van topologische supergeleiders en kan bijdragen aan het zich snel ontwikkelende veld van topologische kwantumberekening.