近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院強磁場(chǎng)中心低功耗量子材料研究團隊與中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所團隊合作，在過(guò)渡族金屬硫化物超導電性研究中取得重要進(jìn)展，依托穩態(tài)強磁場(chǎng)實(shí)驗裝置（SHMFF）電輸運與磁性測量系統，發(fā)現一種具有獨特晶格結構的新超導材料（InSe₂）_xNbSe₂，該材料的超導轉變溫度達到11.6 K，為常壓下具有最高轉變溫度的過(guò)渡族金屬硫化物超導體。相關(guān)研究成果發(fā)表在化學(xué)材料頂級學(xué)術(shù)期刊 Journal of the American Chemical Society 上。

　　過(guò)渡族金屬硫化物具有表現出超導電性、二維半導體、拓撲量子物態(tài)等優(yōu)勢，在催化、集成電路、儲能等領(lǐng)域有廣泛應用前景，成為當前材料物理研究的明星材料。過(guò)渡族金屬硫化物超導體中的電荷密度波和超導電性之間的關(guān)系更是長(cháng)期以來(lái)的爭論問(wèn)題。然而，過(guò)渡族金屬硫化物超導體的超導轉變溫度較低，限制了對其物理性質(zhì)的深入理解。

　　研究團隊發(fā)現，在NbSe₂材料的范德瓦爾斯層中插入InSe₂，可以獲得一種具有獨特晶格結構的（InSe₂）_xNbSe₂材料。團隊通過(guò)X射線(xiàn)衍射、高分辨能譜分析、原子分辨高角度環(huán)形暗場(chǎng)像差校正掃描透射顯微鏡等綜合手段確定了該材料的結構（圖1）。該材料表現出轉變溫度高達11.6 K的超導電性，這是目前已知的具有最高超導轉變溫度的過(guò)渡族金屬硫化物超導體。進(jìn)一步的研究發(fā)現，該材料的臨界電流密度可達8.2x10⁵ A/cm²，這個(gè)數值可以和銅氧化物和鐵基超導體相媲美，顯示出該材料的重要潛在應用價(jià)值。

　　強磁場(chǎng)中心博士研究生牛瑞、李嘉陽(yáng)為該論文共同第一作者，強磁場(chǎng)中心甄偉立博士后、理化所夏靜研究員、強磁場(chǎng)中心郝寧研究員和張昌錦研究員為共同通訊作者。本工作得到了科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目，國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金和面上項目，中國科學(xué)院B類(lèi)先導項目和中國科學(xué)院依托重大科技基礎設施的建制化基礎研究項目的支持。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c09756 

（InSe₂）_xNbSe₂超導體的晶格結構和超導轉變。