少层TaS$_2$中因氧钝化缺陷而增强的超导电性
超导电性
2020-06-24 v1
摘要
当接近原子薄极限时，缺陷与无序在二维材料性质中的作用愈发重要。超导通常被认为易受这些效应影响，但本文在超薄二硫化钽(TaS)的氧化案例中展示了相反结果。我们的第一性原理计算表明，氧掺入TaS晶格在能量上是有利的，并有效愈合这些晶体中普遍存在的硫空位，从而将载流子密度恢复至TaS的本征值。引人注目的是，这导致电子-声子耦合的强烈增强，在高度氧化极限下增幅达80%。利用新鲜与老化(氧化)少层TaS的输运测量，我们发现老化后超导临界温度()显著升高，与我们的理论一致，同时电子显微镜与电子能量损失谱证实了新鲜制备TaS中硫空位的存在以及随时间氧掺入晶格。因此，我们的工作揭示了某些原子尺度缺陷有益于超导的机制，并为超薄材料中调控开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.1912.07257,
title = {Enhanced superconductivity in few-layer TaS$_2$ due to healing by oxygenation},
author = {J. Bekaert and E. Khestanova and D. G. Hopkinson and J. Birkbeck and N. Clark and M. Zhu and D. A. Bandurin and R. Gorbachev and S. Fairclough and Y. Zou and M. Hamer and D. J. Terry and J. J. P. Peters and A. M. Sanchez and B. Partoens and S. J. Haigh and M. V. Milošević and I. V. Grigorieva},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07257},
year = {2020}
}