单层拓扑绝缘体中电可调的低密度超导性
介观与纳米尺度物理
2018-10-29 v1 材料科学
强关联电子
超导电性
摘要
在物质的超导态与绝缘态之间进行电学切换的能力代表了关联电子系统前沿工程中的一种新范式。一个令人兴奋的可能性是在拓扑非平庸绝缘体中开启超导性，这为寻找非阿贝尔拓扑态提供了一条途径。然而，现有的超导体-绝缘体开关演示仅涉及拓扑平庸系统，且即便如此也因需在大范围内调控载流子密度这一严苛要求而十分罕见。在此，我们报道在近期确立的量子自旋霍尔绝缘体即单层二碲化钨（WTe2）中，超导性的可逆原位静电开关。将其制成范德瓦耳斯场效应晶体管后，该单层的基态可连续通过栅极从拓扑绝缘态调谐至超导态，临界温度 Tc 高达约 1 Kelvin。超导起始的临界密度估计约为 5 x 10^12 cm^-2，属二维（2D）超导体中最低者之一。我们的结果确立了单层 WTe2 作为构建新型超导纳米器件与物质拓扑相的材料平台。
引用
@article{arxiv.1809.04637,
title = {Electrically Tunable Low Density Superconductivity in a Monolayer Topological Insulator},
author = {Valla Fatemi and Sanfeng Wu and Yuan Cao and Landry Bretheau and Quinn D. Gibson and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Robert J. Cava and Pablo Jarillo-Herrero},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.04637},
year = {2018}
}
备注
25 pages, including main text, figures and supplements