Nyligen, Professor Jian Wang och medarbetare upptäckte spetsinducerad okonventionell supraledning genom hård punktkontakt på Weyl halvmetall TaAs-kristaller, vilket kan vara topologiskt icke-trivialt. Topologiska superledare har väckt stor uppmärksamhet för sin förmåga att vara värd för Majorana nollägen, som skulle kunna användas vid topologisk kvantberäkning. Därför, denna upptäckt öppnar inte bara en ny väg för att undersöka de nya supraledande tillstånden baserade på Weyl -material, men visar också en ny metod för att inducera potentiell topologisk supraledning genom hårdpunktskontaktmodulering på icke-superledande topologiska material. Detta arbete har publicerats i Science Bulletin .

Topologiska superledare visar ett supraledande gap i bulktillstånd, men stöder gaplösa Majorana -fermioner eller Majorana -nollägen i gränsen. Majorana-nollägena följer icke-abelsk statistik, och kan tillämpas på topologisk kvantberäkning och för att bygga en feltolerant kvantdator.

2016, Professor Jian Wang i samarbete med prof. Jian Wei, Prof. Xiong-Jun Liu, Prof. X. C. Xie och Prof. Shuang Jia vid Peking University rapporterade okonventionell supraledning framkallad av hård kontakt på 3D-Dirac halvmetall Cd ₃ Som ₂ kristaller ( Naturmaterial 15, 38 (2016)). Resultaten avslöjar ett nytt sätt att upptäcka och studera potentiell topologisk supraledning genom att använda hård spets/punktkontakt på topologiska icke-triviala material, som skiljer sig från den rådande närhetseffektmetoden för att förverkliga topologisk supraledning och Majorana fermioner.

Weyl fermion, en efterlängtad masslös Dirac fermion med bestämd kiralitet, har förverkligats som lågenergi-excitation runt en Weyl-punkt i en Weyl-halvmetall, som har Weyl fermion -kottar i bulk och icke -frivilliga Fermi -bågtillstånd på ytan. Eftersom de är topologiska Fermi -ytor, Weyl halvmetaller kan vara naturliga kandidater för förverkligandet av topologiska superledare om supraledning kan induceras. Nyligen, Professor Jian Wang och medarbetare rapporterade upptäckten av PtIr-spetsinducerad okonventionell supraledning på icke-supraledande Weyl-halvmetall-TaA-enkristaller.

Punktkontaktspektroskopin uppvisar noll bias konduktans topp och dubbla konduktans toppar, samt dubbla konduktansdips, som avslöjar egenskaperna hos okonventionell supraledning. Vidare, kontrollexperimenten visar att W -spetsen också kan inducera supraledning men den relativt mjuka Au -spetsen kan inte inducera supraledning på TaAs -kristaller. Det betyder att det lokala "uniaxiala" trycket och dopningseffekten runt punktkontaktregionen är viktiga för uppkomsten av supraledning. Teoretisk studie tyder vidare på att den inducerade supraledningsförmågan på TaA kan ha icke -topial topologi. Således, detta arbete visar en effektiv metod för att upptäcka och studera topologisk supraledning genom att använda hård spets kontakt på icke-superledande topologiska Weyl-halvmetaller.

Forskarna har också tidigare studerat Au ₂ Pb superledare genom mätningar av hårda punkter. När den "mjuka" Au -spetsen används, den supraledande övergångstemperaturen som erhålls genom punktkontaktspektroskopi är densamma som resultatet som erhålls genom standardmätning av fyra elektroder. Dock, när "hårt" W -spets används, den supraledande övergångstemperaturen som erhålls genom punktkontaktspektroskopi förbättras avsevärt. Dessa resultat visar vidare att punktkontaktmätningstekniken är tillförlitlig för att inducera och detektera supraledning och kan bli en universell metod för att realisera ny supraledning på topologiska icke-triviala material.

Punktkontaktmätning ansågs tidigare i några få fall för att studera supraledande material. Föreliggande arbete rapporterar den utvecklade tekniken för att inducera supraledning på icke-superledande topologiska material med hjälp av icke-supraledande spets (hård punktkontakt), skiljer sig från tidigare punktkontaktförsök, där proverna själva är superledare. Därför, den föreliggande upptäckten kan motivera fler undersökningar för att fullt ut avslöja den topologiska supraledningen som orsakas av hård spets på topologiska material.