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科研成果|量子与物质科学研究中心杜轶教授在JACS上发表封面论文

2022.11.07


近期,北航一清二楚遮不挡的美剧视频电视剧量子与物质科学研究中心杜轶教授作为通讯作者在J. Am. Chem. Soc.上发表了封面论文《Superconductivity in Layered van der Waals Hydrogenated Germanene at High Press》(揭示层状范德华材料氢化锗烯高压超导电性)。本文由杜轶教授/郝维昌教授领导的表面物理与量子物质研究团队团队与吉林大学超硬材料国家重点实验室刘冰冰教授/李全军教授课题组共同完成。利用元素替代的化学方法制备高质量的层状范德华材料氢化锗烯(GeH)单晶样品,并通过对该样品开展详细的高压电输运性质测量,发现 GeH 在 8.39 GPa 时发生超导转变,临界温度 (Tc) 为 5.41 K。Tc 随压力增加而递减, GeH 在16.80 GPa处发生从晶态到非晶态的转变,但是超导仍然存在。同时,在卸压过程中观察到超导转变温度异常增加至 6.11 K,而 GeH 仍保持二维非晶相,这表明卸压增强其超导。原位高压同步辐射XRD、原位高压Raman、TEM/STEM和密度泛函理论的综合研究表明,高压下二维范德华材料 GeH的超导电性归因于GeH在高压下发生去氢过程,费米面附近电子态密度(DOS)的增加以及高压下电子-声子耦合效应的增强,即使是在非晶态情况下仍保持超导状态。而卸压过程Tc的异常升高则归因于面内Ge-Ge的声子软化。GeH从二维晶态到二维非晶态的独特压力诱导相变,为研究非晶态氢化物超导机制提供了一个很好的研究平台。

杜轶教授领导的表面物理与量子物质研究团队在新型二维原子晶体材料的制备、sp杂化模型、物性研究等方面展开了多年的探索研究,并取得了一定的成果,本工作研究成果是二维量子材料物性研究的重要进展,对探索二维量子材料中强关联效应及其实际应用具有重要意义。