Observation af ikke-triviel superledning på overfladen af ​​type II Weyl semimetal

Topologiske superledere, med superledende hul i bulk og Majorana fermiontilstande på overfladen eller kanten, er et af de mest eftertragtede kvantematerialer. Topologisk superledning er af fundamental betydning med potentielt kraftfulde applikationer i topologisk kvanteberegning. Opdagelsen af ​​Weyl-halvmetaller - hvor lednings- og valensbåndene kun er i kontakt ved Weyl-punkter i Brillouin-zonen beskyttet mod spaltedannelse ved krystallinsk symmetri eller tidsvendingssymmetri - har stimuleret stor entusiasme for at udforske topologisk superledning i disse materialer. Især, superledningsevnen fra den topologiske ikke-trivielle overfladetilstand af Weyl-halvmetaller kunne være meget attraktiv, men er ikke blevet rapporteret endnu.

Den ikke-centrosymmetriske ortorhombiske TairTe ₄ , er blevet betragtet som et tids-reverserende invariant Weyl-semimetal med de minimale 4 Weyl-punkter. For nylig, Prof. Jian Wang og Xiong-Jun Liu ved Peking University i samarbejde med Minghu Pan ved Huazhong University of Science and Technology og andre rapporterede de eksperimentelle beviser for den ukonventionelle superledning, der genereres af overfladetilstandene i TaIrTe ₄ fra både scanning tunneling mikroskopi/spektroskopi (STM/STS) og elektriske transportmålinger. De demonstrerede superledningsevnen af ​​TaIrTe ₄ ved både det superledende hul fra STS og det konstante modstandsfald fra elektrisk transport. Den tykkelsesuafhængige af ultralav kritisk strøm og vinkelafhængighed af øvre kritiske felt (Bc2) indikerer, at superledningen kun forekommer i overfladetilstandene. Desuden, temperaturafhængigheden af ​​Bc2 adfærd, det vinkelafhængige kritiske felt i planet og stabiliteten af ​​superledning mod magnetisering understøtter tilsammen den p-bølgelignende topologiske karakter af kvasi-1D superledning.

Denne opdagelse af quasi-1D overfladesuperledning i Weyl-halvmetaller tilbyder en ny platform til at udforske topologiske superledere og kan bidrage til det hastigt voksende felt af topologisk kvanteberegning.