元素百科介绍科学家成功制备重叠的二硫化钽超导膜材料。中国科学院上海硅酸盐研究所黄富强研究团队与中国科学院上海微系统研究所、北京大学合作，通过化学剥离成单层二硫化钽纳米片，将纳米片过滤自组装，重新堆叠成二硫化钽膜。重组的二硫化钽膜打破了原母体的晶体结构，形成了丰富的均质界面，获得了比母体材料更高的超导转换温度和更大的临界场。《美国化学会杂志》最近发表了相关研究成果。
自1911年超导被发现以来，超导的研究已成为凝聚物理皇冠上最明亮的明珠。目前，超导材料已应用于超导线、医院使用的超导核磁共振成像仪和磁悬浮列车。然而，虽然超导材料有很多优点，但由于超导材料的最高超导温度在零下100摄氏度以上，成本仍然很高，难以大面积推广。因此，追求更高的温度甚至室温超导是物理学家的梦想，也具有很高的实际价值。
“目前，由于缺乏理论支持，探索高温超导很困难。论文第一作者、上海硅酸盐研究所硕士潘杰表示，传统的BCS理论很难解释以弱电声相互作用为前提的40 K以上超导机制需要提出更完整、更深刻的理论来解释高温超导现象，为探索高温超导提供指导。界面超导的发现是近年来超导领域的一个新亮点。但未报道界面调节六方相二硫化钽(2H-TaS2)的电子结构。
为了在二硫化钽中建立丰富的界面，研究小组通过剥离碱金属离子插层获得单层二硫化钽纳米片，并通过抽样过滤组装，获得重叠的二硫化钽膜。薄膜内层与层之间的不规则扭曲破坏了原有的晶体结构，形成了均质界面。进一步研究发现，重叠二硫化钽膜的电子比热系数γ六方相二硫化钽是块体的两倍。基于固体比热的德拜模型理论，更大的电子比热系数γ说明重叠二硫化钽膜的费米粉附近有更多的电子态度密度。
为了更好地阐述重叠二硫化钽膜超导增强的机制，研究小组利用密度泛函理论模拟和分析了两种材料的电子结构。计算结果发现，由于层之间的扭曲，界面处的电子离域程度增加，费米粉附近的电子态度密度和超导特性增加。
研究人员黄富强表示，该研究成果丰富了界面超导的研究内容，为完善超导理论，探索更高温的超导系统提供了良好的研究思路。
