(a) Dependencia de la temperatura de la resistencia de PC de polarización cero que muestra una transición superconductora típica. Recuadro:Esquema de la configuración de medición del PCS. (b) Espectros normalizados dI / dV a 0,5 K bajo diferentes campos magnéticos fuera del plano. La línea azul marino denota una medición de campo cero. (c) Espectros dI / dV normalizados a temperaturas seleccionadas de 0,5 a 6,0 K. (d) Zoom del pico de conductancia de polarización cero normalizado. Crédito:© Science China Press
Recientemente, El profesor Jian Wang y sus colaboradores descubrieron una superconductividad no convencional inducida por puntas mediante el contacto de un punto duro en los cristales de TaAs semimetálicos de Weyl. que podría ser topológicamente no trivial. Los superconductores topológicos han atraído gran atención por su capacidad para albergar modos cero de Majorana, que podría utilizarse en la computación cuántica topológica. Por lo tanto, este descubrimiento no solo abre una nueva ruta en la investigación de los nuevos estados superconductores basados en materiales de Weyl, pero también demuestra un nuevo método para inducir superconductividad topológica potencial mediante modulación de contacto de punto duro en materiales topológicos no superconductores. Este trabajo ha sido publicado en Boletín de ciencia .
Los superconductores topológicos muestran una brecha superconductora en estado general, pero admite fermiones Majorana sin espacios o modos cero Majorana en el límite. Los modos cero de Majorana obedecen a estadísticas no abelianas, y se puede aplicar a la computación cuántica topológica y para construir una computadora cuántica tolerante a fallas.
En 2016, Prof. Jian Wang en colaboración con Prof. Jian Wei, Prof. Xiong-Jun Liu, El profesor X. C. Xie y el profesor Shuang Jia de la Universidad de Pekín informaron sobre una superconductividad no convencional inducida por el contacto de un punto duro en el Cd semimetálico de Dirac en 3D. 3 Como 2 cristales Materiales de la naturaleza 15, 38 (2016)). Los resultados revelan una nueva forma de detectar y estudiar la superconductividad topológica potencial mediante el uso de contacto de punta dura / punto en materiales topológicos no triviales. que es diferente del método de efecto de proximidad predominante para realizar superconductividad topológica y fermiones de Majorana.
El fermión de Weyl, un fermión de Dirac sin masa buscado durante mucho tiempo con quiralidad definida, se ha realizado como excitación de baja energía alrededor de un punto Weyl en un semimetal Weyl, que posee conos de fermión de Weyl en la masa y estados de arco de Fermi no triviales en la superficie. Como son superficies topológicas de Fermi, Los semimetales de Weyl podrían ser candidatos naturales para la realización de superconductores topológicos si se puede inducir la superconductividad. Recientemente, El profesor Jian Wang y sus colaboradores informaron sobre el descubrimiento de la superconductividad no convencional inducida por la punta de PtIr en monocristales no superconductores de Weyl semimetálicos TaAs.
La espectroscopia de contacto puntual exhibe pico de conductancia de polarización cero y picos de conductancia doble, así como caídas de doble conductancia, que revelan las características de la superconductividad no convencional. Es más, los experimentos de control muestran que la punta W también puede inducir superconductividad, pero la punta de Au relativamente blanda no puede inducir superconductividad en los cristales de TaAs. Significa que la presión "uniaxial" local y el efecto de dopaje alrededor de la región del punto de contacto son importantes para la aparición de superconductividad. El estudio teórico sugiere además que la superconductividad inducida en TaA puede tener una topología no trivial. Por lo tanto, Este trabajo demuestra un método eficaz para detectar y estudiar la superconductividad topológica mediante el uso de un punto de contacto de punta dura en semimetales de Weyl topológicos no superconductores.
Los investigadores también estudiaron previamente Au 2 Superconductores de Pb mediante medidas de contacto de puntos duros. Cuando se utiliza la punta de Au "suave", la temperatura de transición superconductora obtenida por espectroscopía de contacto puntual es la misma que el resultado obtenido por la medición estándar de cuatro electrodos. Sin embargo, cuando se utiliza una punta W "dura", la temperatura de transición superconductora obtenida por espectroscopía de contacto puntual se mejora significativamente. Estos resultados demuestran además que la técnica de medición de contacto puntual es confiable para inducir y detectar superconductividad y podría convertirse en un método universal para realizar una superconductividad novedosa en materiales topológicos no triviales.
La medición de contacto puntual se consideró anteriormente en algunos casos para estudiar materiales superconductores. El presente trabajo informa sobre la técnica desarrollada para inducir superconductividad en materiales topológicos no superconductores mediante el uso de una punta no superconductora (contacto de punto duro), diferente de los experimentos previos de contacto puntual, donde las muestras son los propios superconductores. Por lo tanto, El presente descubrimiento puede motivar más investigaciones para revelar completamente la superconductividad topológica inducida por la punta dura en materiales topológicos.
