2 les films restent quasiment les mêmes pendant plus de 20 mois sans aucune couche de protection. Ce système supraconducteur à stabilité ambiante de taille macro avec un fort couplage spin-orbite montre de grands potentiels dans les applications électroniques supraconductrices et spintroniques. Le document a été publié en ligne dans Lettres nano et sélectionné pour le choix de la rédaction de Science avec un titre de "Un supraconducteur inhabituel" ( Science 369, 388 2020).
On pense normalement que le champ magnétique empêche la formation de supraconductivité. Pour la plupart des systèmes supraconducteurs, un champ magnétique puissant peut casser les paires supraconductrices de Cooper et détruire la supraconductivité. Récemment, un nouveau type de système supraconducteur bidimensionnel (2D) survit sous un grand champ magnétique dans le plan, appelés supraconducteurs d'Ising. Des travaux antérieurs suggèrent que le supraconducteur d'Ising nécessite une brisure de symétrie d'inversion dans le plan. La rupture de la symétrie d'inversion dans le plan donne lieu à un couplage spin-orbite (SOC) de type Zeeman, qui polarise les spins des électrons dans la direction hors du plan et conduit à un énorme champ magnétique critique dans le plan jusqu'à plusieurs fois la limite de Pauli, correspondant normalement à des dizaines de Tesla. La limite de Pauli est définie comme le champ magnétique nécessaire pour détruire les paires de Cooper via l'effet de rupture de paire de spin dans les supraconducteurs conventionnels. Le professeur Wang Jian et ses collaborateurs ont déjà rapporté l'observation de la supraconductivité d'Ising dans une monocouche de macro-taille de NbSe 2 des films développés par épitaxie par faisceau moléculaire (MBE) et l'interface ont induit pour la première fois la supraconductivité d'Ising dans des films de Pb cristallins ultrafins.
Récemment, Professeur Wang Jian et professeur Lin Xi à l'Université de Pékin, en collaboration avec le professeur Xue Qikun, Professeur Wang Lili, Professeur Xu Yong, Professeur Yao Hong à l'Université Tsinghua, Le professeur Liu Haiwen de l'Université normale de Pékin a détecté un nouveau type de supraconductivité d'Ising dans le PdTe cristallin 2-D 2 films développés par MBE. Le PdTe à 6 monocouches (ML) (environ 3 nm) 2 le film présente un grand champ critique dans le plan plus de 7 fois la limite de Pauli, qui est la caractéristique de la supraconductivité d'Ising. Différent des supraconducteurs d'Ising rapportés précédemment, le PdTe 2 le film conserve la symétrie d'inversion dans le plan, ce qui indique qu'il existe un nouveau mécanisme de supraconductivité d'Ising (nommé supraconductivité d'Ising de type II par le professeur Wang Jian en discussion avec le professeur Xu Yong).
Le calcul de la structure de la bande et l'analyse théorique révèlent que la symétrie de rotation d'ordre 3 dans le PdTe 2 films rend le champ effectif de SOC le long de la direction hors du plan et conduit à la polarisation de spin hors du plan. Les paires supraconductrices de Cooper formées par les électrons avec une polarisation de spin hors du plan peuvent survivre sous un très grand champ magnétique parallèle au système 2-D, qui donne naissance à la supraconductivité d'Ising de type II avec un grand champ critique dans le plan. Les calculs théoriques indiquent que pour les systèmes supraconducteurs 2D avec symétrie d'inversion dans le plan, La symétrie de rotation 4 et 6 fois peut également faire l'orientation du champ SOC effectif le long de la direction hors du plan. Ainsi, la supraconductivité d'Ising de type II peut être généralisée à divers systèmes 2-D avec 3, Symétrie de rotation 4 et 6 fois. Par conséquent, la découverte de la supraconductivité d'Ising de type II promet de stimuler une nouvelle direction de recherche en physique de la matière condensée.
De façon intéressante, sous champ magnétique perpendiculaire, la résistance de feuille de PdTe 2 les films tombent puis saturent à une constante indépendante de la température avec une température décroissante via des mesures de transport à très basse température avec des filtres de haute qualité. C'est la première preuve expérimentale solide d'états métalliques anormaux dans des films cristallins 2D de haute qualité développés par MBE, ce qui révèle en outre qu'en plus des états fondamentaux supraconducteurs et isolants, L'état métallique anormal est un autre état fondamental quantique pour les systèmes bosoniques 2-D.
De plus, la plupart des systèmes supraconducteurs 2D sont très sensibles à l'atmosphère et perdent facilement leur supraconductivité. La supraconductivité du PdTe 2 les films restent quasiment les mêmes pendant plus de 20 mois sans aucune couche de protection. Ce système supraconducteur à stabilité ambiante de taille macro avec un SOC élevé montre de grands potentiels dans les applications électroniques supraconductrices et spintroniques.
