Dans un article récent publié dans Bulletin scientifique , les chercheurs ont développé une stratégie efficace d'intercalation de cations organiques pour manipuler le couplage intercouche de matériaux en couches, et obtenir une classe de cristaux hybrides organiques-inorganiques avec des propriétés topologiques adaptées et des supraconductivités améliorées.

La réduction de la dimensionnalité est une voie directe pour manipuler le couplage intercouche de matériaux en couches pour induire des propriétés exotiques. Par exemple, WTe 2 , qui est un semi-métal Weyl non supraconducteur en vrac, pourrait héberger un effet Hall de spin quantique avec une température de transition supraconductrice Tc ~ 0,82 K lorsque l'épaisseur est réduite à une monocouche. Cependant, la réduction de la dimensionnalité nécessite une croissance ou une exfoliation complexe et les échantillons monocouches sont souvent instables dans les conditions ambiantes. Le développement d'une méthode efficace et facile pour manipuler le couplage intercouche pour obtenir des propriétés sur mesure est donc hautement souhaitable.

Récemment, des chercheurs dirigés par Shuyun Zhou et Pu Yu de l'Université de Tsinghua ont co-développé une stratégie d'intercalation de cations organiques pour les matériaux stratifiés. Ils partent des semi-métaux Weyl MoTe 2 et WTe 2 , et les échantillons intercalés présentent des propriétés topologiques adaptées, supraconductivités améliorées et bonnes stabilités d'échantillon. Le MoTe intercalé 2 montre un Tc de 7,0 K par rapport à un Tc de 0,25 K dans son équivalent en vrac, et est comparable à un flocon monocouche. Plus important, le WTe intercalé 2 présente un Tc amélioré de 2,3 K, qui est 2,8 fois de Tc ~ 0,82 K dans l'échantillon monocouche, suggérant que la méthode d'intercalation est très efficace pour augmenter la supraconductivité. Une telle manipulation de la topologie de la bande et de la supraconductivité dans le MoTe intercalé 2 et WTe 2 fournit une plate-forme prometteuse pour réaliser la supraconductivité topologique et le mode zéro de Majorana.

L'impact de la méthodologie d'intercalation développée dans ce travail sur l'ingénierie future d'autres matériaux en couches est également d'une grande portée. Comme le souligne Xianfeng Duan de l'UCLA dans News &Views publié dans le même numéro, "L'approche d'intercalation moléculaire offre une stratégie polyvalente pour adapter la dimensionnalité et la nature topologique des cristaux en couches, et définit une toute nouvelle classe de structures de super-réseaux organiques-inorganiques pour une ingénierie élaborée des états électroniques et de la topologie de structure de bande complexe pour permettre des propriétés et des dispositifs exotiques. »