在大面积单层二硒化铌晶体中观测到伊辛超导和量子格里菲思奇异性的共存
伊辛超导是指超导库珀对的自旋被有效的塞曼磁场固定住，由此表现出极强的的面内临界磁场（远超其泡利顺磁极限）。通过分子束外延法在双层石墨烯终止的6H-SiC(0001)衬底上成功制备出大面积（毫米以上）原子级平整的高质量单层过渡族金属硫化物NbSe2薄膜（仅0.6 nm厚），在此基础上对其覆盖非晶态Se保护层，进而对非原位的电输运物性展开了系统研究。研究发现：单层NbSe2薄膜表现出超过6 K的起始超导临界转变温度和高达2.40 K的零电阻温度，超过了早期机械剥离获得的单层NbSe2以及分子束外延生长的单层NbSe2的超导转变温度。同时，强磁场和极低温下的输运测量结果直接证实了平行特征临界场Bc//(T = 0)是顺磁极限场的5倍以上，符合Zeeman保护的伊辛超导机制（前期NbSe2薄片中的伊辛超导证据需要实验数据的理论拟合在更低温更高磁场下的外推）。此外，极低温垂直磁场下的电输运测量表明，单层NbSe2薄膜在接近绝对零度时的量子临界点表现出量子格里菲斯奇异性。
北京大学
2021-04-11
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