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JACS | 黄晓丽教授等人在压力诱导准一维体系研究中取得重要进展

时间:2026-07-13 14:26:43 点击:

近日,欧洲杯 黄晓丽教授研究团队和上海交通大学材料科学与工程欧洲杯 方裕强副研究员团队合作,在高压调控磁性超导材料研究方面取得重要进展,研究成果以“Pressure-induced crossover from antiferromagnetism to single-band superconductivity via multiband superconductivity in Quasi-1D CrZr4Te14为题,发表在JACS杂志上。

近年来,该团队在高压下低维体系的研究中取得了系列进展,包括:通过Re掺杂与加压在VSe2中诱导出多带超导Phys. Rev. B 108, L180507 (2023);在准一维ZrSe3中实现体超导Phys. Rev. B 109,104501 (2024);以及发现Mo4S2I6中的平带超导并显著提升其TcNano Lett. 26, 6, 2256–2262 (2026))。上述前期积累,为本工作深入理解CrZr4Te14的维度效应与超导机理奠定了坚实基础。

磁有序与超导电性是凝聚态物理中两类重要的量子现象。二者之间既可能相互竞争,也可能在特定条件下协同产生非常规配对机制和新奇量子态。因此,寻找新的磁性超导体并揭示其磁性与超导之间的耦合关系,是理解非常规超导机制的重要途径。相比化学掺杂,外加压力能够在不引入明显无序的情况下有效调控晶格结构、电子能带和交换相互作用,是研究磁性与超导的连续演化:

本工作发现,CrZr4Te14在压力下经历了由反铁磁态到超导态的连续演化:低低压下体系保持反铁磁有序; 4.3 GPa 时,超导开始出现,与反铁磁共存;进一步加压至10.4 GPa反铁磁有序被完全抑制,体系进入纯超导态。在共存区内,反铁磁有序伴随压力增强,而超导转变温度逐渐降低,表明反铁磁对超导具有竞争抑制作用。同时,该区内上临界场呈现正曲率、霍尔电阻呈非线性变化,体现多带超导特征;压力超过10.4 GPa后,随反铁磁消失,上述多带特征随之消失,霍尔电阻转变为线性行为,体系演化至单带超导。理论计算表明,压力增强了Cr-Te间的p-d轨道杂化,有效调控了费米能级附近的电子结构,从而促进了磁性与超导的共存。

该工作不仅发现了一种新型压力诱导磁性超导体系,还在同一材料中实现了从反铁磁到多带超导、再到单带超导的连续调控。这些结果为理解低维磁性材料中的超导起源、磁竞争行为及压力诱导的电子结构重构提供了重要实验依据,也为探索非常规超导机制开辟了新思路。

 

1:(a)由一个[CrTe2]单元和四个[ZrTe3]单元连接构成的单层CrZr4Te14结构演化示意图。(b)CrZr4Te14在压力下的超导相图。

文章第一作者为欧洲杯 朱程程,通讯作者为吉林大学黄晓丽教授和上海交通大学方裕强副研究员。该研究得到国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然基金委面上项目等基金的支持。

论文全文链接:

//doi.org/10.1021/jacs.6c02408