Hong Dings grupp från Institute of Physics, Kinesiska vetenskapsakademien rapporterade att det supraledande gapet i topologiskt yttillstånd är större än i bulkstater i β-Bi ₂ Pd tunna filmer med in-situ vinkelupplöst fotoemissionsspektroskopi och molekylär stråleepitaxi. Deras resultat ger en ny plattform för att stabilisera Majorana-noll-energilägen vid en superledare med högre temperatur som har ett mycket förbättrat topologiskt supraledande gap.

Majorana-bundna stater har lockat forskares intressen och topologiska superledare (TSC) förutspås vara värd för exotiska Majorana-stater som följer icke-abelsk statistik och kan användas för att implementera en topologisk kvantdator. Nyligen, experimentella forskare ger starka bevis för förekomsten av Majorana-noll-energiläge i virvelkärnor i enskilda materialplattformar av Fe (Te, Se) enskilda kristaller i bulk och liknande föreningar av järnbaserade supraledare. Det supraledande (SC) gapet i topologiskt yttillstånd (ΔTSS) spelar en viktig roll för att skydda MZM att en större ΔTSS leder till en större energisk separation mellan MZM och andra triviala excitationer. p-Bi ₂ Pd, som kandidat till topologisk superledare, har några distinkta fysiska karaktärer. Ett tidigare experiment med skanningstunnelmikroskopi/spektroskopi observerade stora noll-bias konduktanstoppar i linjeskärmningen över dess SC-virvlar och fann två SC-luckor (Δ1 ~ 1,0 meV och Δ2 ~ 3,3 meV) i β-Bi ₂ Pd -film odlad av molekylär stråle -epitaxy (MBE), medan endast den mindre (Δ1) kan jämföras med SC-gapet för β-Bi ₂ Pd bulk enkelkristall (Δb ~ 0,8 meV, Tc =5,4 K). För att förstå pusslet om det onormalt större SC -gapet, det är nödvändigt att studera den topologiska supraledningen i momentumutrymme.

I det här arbetet, genom att använda in-situ vinkelupplöst fotoemissionsspektroskopi (ARPES) kombinerad MBE, Hong Dings grupp från Institute of Physics, Chinese Academy of Science odlade 20-UC β-Bi ₂ Pd tunna filmer med tetragonal struktur av MBE och studerade supraledningsförmågan med in situ ARPES. Det klara topologiska ytläget observerades nära fermi -energi, som äger anomalt större supraledande gap (~ 3,8 meV) mätt med temperaturberoende experiment. En nyckelfråga är då skillnaden mellan tunnfilm och enkristall. Så vi mätte bandstrukturen för enkristall som odlats av Youguo Shis grupp vid "Dreamline" -strålen i Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) också. Genom att mäta β-Bi ₂ Enstaka kristaller i bulk som jämförelse, vi observerade tydligt den kemiska potentialens uppåtgående förskjutning i filmen. En samtidig ökning av ytvikten på det topologiska yttillståndet avslöjades genom den första principberäkningen beräknad av Hongming Wengs grupp, vilket tyder på att den Dirac-fermion-medierade paritetsblandningen kan orsaka denna avvikande supraledande förbättring. Deras resultat fastställer β-Bi ₂ Pd -film som ett unikt fall av sammanlänkade TSC:er med ett mycket förbättrat topologiskt supraledande gap.

Deras resultat fastställer β-Bi ₂ Pd som kandidat till topologisk supraledare med ett mycket förbättrat topologiskt supraledande gap, som kan ge en ny plattform för att stabilisera Majorana -nollägen vid en högre temperatur.