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    獲得穩定高質量拓撲超導單晶材料

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    獲得穩定高質量拓撲超導單晶材料

    發布日期:2016-12-01 09:31 來源:http://www.northstl.com 點擊:

            拓撲超導態是物質的一種新狀態,單晶材料有別于傳統的超導體,拓撲超導體的表面存在厚度約1納米的受拓撲保護的無能隙金屬態,其內部則是超導體。如果把一個拓撲超導體一分為二,其新表面又會自然出現一層厚度約1納米的受拓撲保護的金屬態。這種性質使得拓撲超導體被認為是永遠不會出錯的量子計算機的理想材料。

            尋找一種潛在的新拓撲超導單晶材料是當前拓撲超導研究中的一個挑戰性課題。中科院強磁場中心研究人員成功將堿土金屬元素Sr插入到典型的拓撲絕緣體材料Bi2Se3中,獲得了高質量的SrxBi2Se3單晶體,該材料表現出高達91.5%的超導體積比。研究人員將其放置于空氣中長達4個月之久,發現其超導性質沒有發生變化,說明其在空氣中十分穩定。

            隨后,研究人員又利用穩態強磁場實驗裝置五號水冷磁體對SrxBi2Se3單晶體是否存在拓撲性質進行了研究,發現該單晶材料在10~35特斯拉磁場區間出現了周期性的量子振蕩信號,通過分析振蕩信號,研究人員給出了這個體系存在拓撲保護的表面態的證據。這些結果表明SrxBi2Se3單晶體是研究拓撲超導電性的理想材料。


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