I en nyligen publicerad artikel i Vetenskapsbulletin , forskare utvecklade en effektiv inläggningsstrategi för organisk katjon för att manipulera mellanskiktskopplingen av skiktade material, och erhålla en klass av organisk-oorganiska hybridkristaller med skräddarsydda topologiska egenskaper och förbättrade supraledningar.

Att reducera dimensionalitet är en direkt väg för att manipulera mellanskiktskoppling av skiktade material för att inducera exotiska egenskaper. Till exempel, WTe ₂ , som är en icke-supraledande Weyl-halvmetall i bulk, kan vara värd för kvantspinn Hall-effekt med supraledande övergångstemperatur Tc ~ 0,82 K när tjockleken minskas till monolager. Dock, Att minska dimensionaliteten kräver komplex tillväxt eller exfoliering och monolagerproverna är ofta instabila under omgivande förhållanden. Att utveckla en effektiv och enkel metod för att manipulera mellanskiktskoppling för att uppnå skräddarsydda egenskaper är därför mycket önskvärt.

Nyligen, forskare under ledning av Shuyun Zhou och Pu Yu från Tsinghua University utvecklade tillsammans en strategi för inblandning av organisk katjon för skiktade material. De utgår från Weyl semimetals MoTe ₂ och WTe ₂ , och de interkalerade proverna uppvisar skräddarsydda topologiska egenskaper, förbättrad supraledning och god provstabilitet. Den interkalerade MoTe ₂ visar Tc på 7,0 K jämfört med Tc på 0,25 K i sin bulkmotsvarighet, och är jämförbar med monolayer flake. Mer viktigt, den interkalerade WTe ₂ uppvisar förbättrad Tc på 2,3 K, vilket är 2,8 gånger Tc ~ 0,82 K i monolagerprovet, vilket tyder på att interkalationsmetoden är mycket effektiv för att öka supraledningsförmågan. Sådan manipulation av både bandtopologi och supraledning i interkalerad MoTe ₂ och WTe ₂ ger en lovande plattform för att realisera topologisk supraledning och Majorana nollläge.

Effekten av den interkaleringsmetodik som utvecklats i detta arbete på framtida konstruktion av andra skiktade material är också långtgående. Som framhållits av Xianfeng Duan från UCLA i News &Views publicerade i samma nummer, "Den molekylära interkaleringsmetoden erbjuder en mångsidig strategi för att skräddarsy dimensionaliteten och topologiska karaktären hos de skiktade kristallerna, och definierar en helt ny klass av organisk-oorganiska supergitterstrukturer för att noggrant konstruera de elektroniska tillstånden och komplex bandstrukturtopologi för att möjliggöra exotiska egenskaper och enheter."