体相层状非中心对称 4H-NbSe2 中的 Ising 超导

过渡金属二硫化物表现出多种多晶型物，使得探索多种量子态成为可能，包括谷选择性自旋极化、谷霍尔效应、Ising 超导和非平凡拓扑。单层 2H-NbSe2 是实现 Ising 超导的有力候选材料，因其反演对称性破缺和强自旋轨道耦合导致了自旋劈裂的面外自旋极化态。相比之下，体相 2H-NbSe2 保留了反演对称性且缺乏自旋劈裂，限制了其承载 Ising 超导的适用性。在这里，我们报道了生长了高质量的单晶非中心对称体相超导多晶型物 4H-NbSe2，其本质上打破了反演对称性并支持谷选择性自旋极化态。磁化和电阻率测量揭示了各向异性超导性，面内上临界场超过泡利极限，而面外场在达到泡利极限之前更快地抑制超导性，这强烈暗示了 Ising 配对的存在。第一性原理计算和对称性分析证实了显著的谷选择性自旋劈裂和面外自旋极化，进一步支持了 4H-NbSe2 中 Ising 超导的出现。这些结果确立了 4H-NbSe2 作为研究过渡金属二硫化物中 Ising 超导和谷选择性现象的稳健体相平台。