Superconducting Dome in Ionic Liquid Gated Homoepitaxial Strontium Titanate Thin Films
University of Cincinnati（辛辛那提大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）
研究通过离子液体门控调控电子密度，在氧化锶钛薄片上实现二维电子气，并发现超导临界温度高达503 mK，揭示了超导参数的BCS缩放关系。
2026-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
In-situ electrical and thermal transport properties of FeySe1-xTex films with ionic liquid gating
我们结合原位电输运和Seebeck系数测量与离子液体门控技术，研究FeySe 1-xTex（FST）薄膜的超导电性和正常状态。我们发现，原始的FST薄膜具有非费米液体温度依赖的塞贝克系数，即，S/T ~ AS lnT，且AS与超导转变温度（Tc）有很强的相关性。离子液体门控显著提高了FST薄膜的Tc，其Seebeck系数表现出新颖的标度行为，并保持对数温度依赖性。此外，还观察到栅控薄膜的T线性电阻率斜率（A \r{ho}）与Tc之间的定量关系，即，（A \r{ho}）1/2 ~ Tc，与前人对铜酸盐和FeSe的报道一致。AS和A \r{ho}的标度行为表明在门控FeySe 1-xTex超导体中存在自旋涨落相关的输运机制。
2023-01-05 cond-mat.supr-con
Superconductivity at 38 K in an electrochemical interface between ionic liquid and Fe(Se0.8Te0.2) on various substrates
在离子液体DEME-TFSI电解液中，以5 V的栅偏压对SrTiO 3、LaAl O 3和CaF 2衬底上的超导FeSe 0.8Te 0.2薄膜进行了电化学刻蚀。尽管刻蚀SrTiO 3之前的Tc为8 K、12 K和19 K，LaAlO 3和CaF 2衬底。通过去除栅极偏置，Tc返回到原始值。厚膜上的Tc增强表明Tc增强与膜与衬底之间的任何界面效应之间没有关系。表面导电层的薄层电阻和霍尔系数由输运性质的栅偏压依赖性估计。LaAlO_3和CaF_2上薄膜表面导电层的方块电阻表现出相同的温度依赖性，霍尔系数几乎与温度无关，为-0.05 ~-0.2m ~2/C，对应于在二维上每个FeSe_（0.8）Te_（0.2）晶胞面积上有4-17个电子。这些在不同衬底上的共同输运性质表明，在38 K下的超导电性出现在FeSe 0.8Te 0.2薄膜表面与离子液体电解质之间的电化学反应产生的表面导电层中。
2018-09-14 cond-mat.supr-con
Two Dimensional Ising Superconductivity in Gated MoS$_{2}$
通常被认为对超导性有害的塞曼效应可以令人惊讶地保护通过选通层状过渡金属二硫属化物而产生的超导态。这种有效的塞曼场是由面内反转对称性破缺引起的内禀自旋轨道耦合引起的，其量级可达近百特斯拉。它强烈地将电子的自旋取向钉扎到面外方向，并保护超导电性不被面内外部磁场破坏。在离子栅MoS $_{2}$晶体管的磁输运实验中，通过测量远超过泡利顺磁极限的面内临界场$\textit{B}$ $_{c2}$，我们确实观察到了自旋保护的超导性。门控增强的$\textit{B}$ $_{c2}$是大于一个数量级的大块超导相相比，有效的塞曼场被削弱层间耦合。我们的研究给出了伊辛超导体的第一个实验证据，其中成对电子的自旋被有效的塞曼场强烈钉扎。
2015-08-05 cond-mat.supr-con
Ambient pressure high temperature superconductivity in RbPH$_3$ facilitated by ionic anharmonicity
本文预测RbPH$_3$在常压下具有约100 K的超导临界温度，其稳定性源于离子量子非谐效应，为常压高温超导材料提供了新途径。
2024-11-06 cond-mat.supr-con
Non-Volatile Superconductivity in an Insulating Copper Oxide Induced via Ionic Liquid Gating
高T_c铜氧化物超导体的超导态的有效、可靠的调控对于其在新一代电子学中的应用具有重要意义。传统的方法大多是基于试错法，难以实现且耗时。本文采用离子液体门控技术，基于两种不同的机制，实现了Pr_2 CuO_{4\pmδ}薄膜的挥发性和非挥发性超导性的选择性控制：1）在正电场作用下，由于载流子掺杂效应，薄膜可以在非超导态和超导态之间可逆地切换。2)通过施加高达-4V的负偏置电压，膜变得更具电阻性，但引人注目的是，一旦去除栅极电压，就实现了非易失性超导性。这种持续的超导状态代表了铜氧化物中的一种新现象，这是由高分辨率扫描透射电子显微镜和原位x射线衍射实验揭示的铜-氧平面中氧空位的掺杂愈合引起的。在同一母体铜氧化物中对挥发/非挥发超导性的有效操纵和掌握，为超导电子学的更多功能打开了大门，也为研究高温超导体中量子相变的本质提供了灵活的样品。
2019-06-18 cond-mat.supr-con
Negative electronic compressibility and nanoscale inhomogeneity in ionic-liquid gated two-dimensional superconductors
当高度结晶的薄膜的电子密度通过化学掺杂或离子液体门控进行调谐时，出现了有趣的效应，包括非常规的超导性、相当大的自旋-轨道耦合、与电荷密度波的竞争以及有争议的低温金属态，该低温金属态似乎避免了标准二维电子系统的超导或绝缘命运。一些实验还发现了一个显着的趋势，负的电子压缩性。我们认为，这表明电子相分离的倾向，导致纳米级的不均匀性。虽然不均匀景观的温和调制与金属状态下的高电子迁移率兼容，但这种本质上不均匀的特性由金属到超导体转变的特殊行为突出显示。用嵌入金属基质中的超导熔池对系统进行建模，我们拟合了TiSe 2、MoS 2和ZrNCl等系统的特有电阻与温度曲线。在这个框架下，低温金属态的争论也找到了一个自然的解释，在原始的金属背景嵌入非超导团簇。一个内在的不均匀性自然会引起形成机制的问题。我们提出了一个机制的基础上的相互作用之间的电子和电荷的门控离子液体。
2018-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ionic liquid gating of ultra-thinYBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$ films
本文详细研究了离子液体栅控超薄$_2$ O $_3$薄膜的自场输运性质。从高温动态的电阻率（$> 220 \textrm{ K}$）不同的方案有关的液体和薄膜之间的相互作用提出。从$J_{\textrm{c}}$和$T_{\textrm{c}}$的低温演化的行为之间的比较，我们的系统和YBCO的标准性能。
2016-11-16 cond-mat.supr-con
BCS superconductivity in ionic hydrides using chemical capacitor setup
本文提出利用化学电容器装置实现LiH和MgH2的金属化，发现单层掺杂空穴可达每H原子0.72个且结构稳定，其中LiH在LiBaF3上无外压时TC超17 K。
2023-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Band and Mott Insulators and Superconductivity in Honeycomb-Lattice Ionic-Hubbard Model
受层状氮化物超导电性的启发，我们利用优化变分蒙特卡罗方法研究了由两个能级偏移的子晶格组成的蜂窝晶格上的离子哈伯德模型.库仑相互作用和能级偏移的参数值，以实现在非掺杂状态下的带绝缘体，进行了评估，和SC状态的载流子掺杂带绝缘体进行了研究。研究发现，在弱掺杂的带绝缘体中，自旋涨落仍然存在，并实现了自旋单重d波SC态。目前的研究结果支持一个非常规的自旋单重SC状态所建议的层状氮化物的实验观察。
2012-10-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum anharmonic enhancement of superconductivity in $P6_3/mmc$ ScH$_6$ at high pressures: a first-principles study
利用第一性原理计算，在随机自洽谐波近似下，分析了100-160 GPa压力范围内，量子离子涨落和晶格非谐性对P63/mmc ScH 6晶体结构和超导电性的影响.我们预测的晶体结构，声子谱，和超导临界温度，这已经在以前的计算中估计不考虑离子波动的晶体结构和假设的晶格动力学的谐波近似的强烈校正。量子离子波动通过增加约5%的氢-氢距离对晶体中存在的H2分子状单元具有很大的影响。根据我们的非谐声子谱，这种结构至少在85 GPa以上是动态稳定的，这比谐波近似给出的压力低45 GPa。与许多超导富氢化合物相反，量子离子效应和随之而来的非谐性倾向于降低超导临界温度，我们的研究结果表明，它可以在P63/mmc SCH 6中增强约15%。我们把临界温度的提高归因于H $_2$类分子单元的拉伸和相应的电子-声子相互作用的增加。我们的研究结果表明，量子离子效应增加超导临界温度在富氢材料与H2单元通过增加氢-氢距离，因此，电子-声子相互作用。
2021-07-19 cond-mat.supr-con
Pressure Driven Fractionalization of Ionic Spins Results in Cupratelike High-$T_c$ Superconductivity in La$_3$Ni$_2$O$_7$
通过多尺度数值推导，发现压力将 La$_3$Ni$_2$O$_7$ 中 Ni 自旋从 1 屏蔽至 1/2，诱导出类铜氧化物电子结构，从而实现具有相似微观机制和 $d$ 波对称性的高温超导。
2024-03-20 cond-mat.supr-con
Electrochemically-driven insulator-metal transition in ionic-liquid-gated antiferromagnetic Mott-insulating NiS$_2$ single crystals
受黄铁矿结构CuS $_2$超导电性存在的启发，我们探讨了离子液体门控诱导反铁磁莫特绝缘体NiS $_2$超导电性的可能性.在正栅偏压下，观察到了一个清晰的由二维绝缘态到三维金属态的栅诱导转变。然而，在0.45 K的最低测量温度下没有观察到超导性的证据。基于传输，能量色散X射线光谱，X射线光电子能谱学，原子力显微镜，和其他技术，我们推导出一个电化学门控机制，涉及大量减少的S：Ni比（超过数百nm），这是不挥发性和不可逆的。这与黄铁矿FeS $_2$中可逆的、易挥发的、表面受限的静电门效应形成鲜明对比。我们将NiS $_2$和FeS $_2$中电化学与静电门控响应的明显差异归因于NiS $_2$中大得多的S扩散系数，类似于在具有不同O-空位扩散率的电解质门控氧化物中观察到的不同行为。另一方面，门控不可逆性与大气S的缺乏有关;这与更好理解的氧化物情况相反，其中大气H $_2$ O的电解提供了O储库。因此，这项研究的NiS $_2$提供了新的洞察电解质门控机制的功能材料，在以前未探索的限制。
2022-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dynamical vortex phase diagram of 2D superconductivity in gated MoS2
最近发现的二维（2D）超导体揭示了各种新的物理性质，包括涡旋物质。在本文中，我们报告的输运性质和动力学相图在零磁场的离子门控二硫化钼。除了在电流-电压特性中的普遍跳跃显示Berezinskiii-Kosterlitz-BKT（Berezinskiii-Kosterlitz-BKT）转变的明确证据之外，我们还观察到电阻的温度和电流导数中的多个峰，基于此构建了电流-温度平面中的动态相图。我们发现电流诱导的涡旋-反涡旋对的动力学状态，包含与相滑移线。此外，我们提出了一个全球性的相图的涡旋门控二硫化钼捕获清洁的二维超导体的涡旋物质的性质。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Reversible Tuning of Superconductivity in Ion-Gated NbN Ultrathin Films by Self-Encapsulation with a High-$κ$ Dielectric Layer
离子门控是用于经由电场诱导的电荷掺杂来调整材料的物理性质的强大技术，但是倾向于在门控材料中引入超出纯静电的非本征无序和不期望的电化学改性。相反，可逆的、易失性的和静电调制在通过离子门控可获得的静电感应电荷密度实现的新型器件概念的可靠设计和操作中是关键的。在这里，我们展示了一个简单而有效的方法，实现可逆的和挥发性的表面敏感的氮化铌薄膜通过控制其表面的氧化门控。所得的氧化铌封装层表现出与未封装的离子晶体管的电容相当的电容，承受超过栅极电解质的电化学稳定窗口的栅极电压，并且使得封装膜的正常状态电阻率和超导转变温度两者的完全可逆的可调谐性成为可能。我们的方法应该是可转移到其他材料和设备的几何形状，更标准的封装技术是不容易适用。
2022-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The Impact of Ionic Anharmonicity on Superconductivity in Metal-Stuffed B-C Clathrates
Jilin University（吉林大学）；RIKEN Center for Computational Science（理化学研究所计算科学中心）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）
研究通过考虑离子非谐性，发现其能稳定部分B-C笼状化合物并提升超导临界温度。
2026-01-10 cond-mat.supr-con
Chemical Bond Type, Atom Packing, and Superconductivity of YBa2Cu3O7 and NaxWO3
YBa_2Cu_3O_（8-x）和NaxWO_3超导体不是作为离子化合物处理的，而是作为具有共价键和金属键的原子阵列处理的。我们接受的粒子半径的位置的主要最大值的径向分布函数的电荷密度，这是非常接近已知的共价和金属半径的原子，而强烈不同于传统的离子半径。晶格中原子堆积的图形模式揭示了非化学计量化合物的一些固有特征。原子Y和Ba在介质Cu-O中的网络以及原子Na在介质WO 3中的网络可以不被认为是掺杂剂，而是被认为是纳米复合材料的第二组分。讨论了超导态的起始方案及其可能的验证方法。
2004-06-28 cond-mat.supr-con
Field-effect control of superconductivity and Rashba spin-orbit coupling in top-gated LaAlO3/SrTiO3 devices
人工氧化物异质结构制造的最新发展通过实现电荷、自旋和轨道自由度的操纵，在量子材料领域开辟了新的途径。在这种情况下，二维电子气（2-DEG）在LAlO 3/SrTiO 3界面，表现出超导性和强Rashba自旋轨道耦合（SOC）的发现，代表了一个重大突破。在这里，我们报告的实现场效应LaAlO 3/SrTiO 3设备，其物理特性，包括超导性和SOC，可以在很宽的范围内由顶栅电压调谐。我们推导出一个相图，强调场效应诱导的超导体到绝缘体的量子相变。磁输运测量表明，Rashba耦合常数与静电掺杂线性增加。我们的研究结果为实现介观器件铺平了道路，在介观器件中，这两个属性可以通过顶门在局部范围内进行操纵。
2015-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Impact of ionic quantum fluctuations on the thermodynamic stability and superconductivity of LaBH$_8$
最近预测的一个亚稳的高对称性的Fm $\bar{3}$ m相的LaBH $_8$提供了希望，以达到高超导临界温度在三元富氢化合物之间的负担得起的压力。利用密度泛函理论中的第一性原理计算和随机自洽谐波近似，我们确定离子量子涨落驱动系统在77 GPa以下动态不稳定，这比经典预期的45 GPa高得多。量子非谐效应拉伸了结构中BH $_8$单元中的共价B-H键，因此软化了所有的氢特征模式。77 GPa以上的Fm $\bar{3}$ m LaBH $_8$保持亚稳态，有趣的是，它的超导临界温度大大提高了量子非谐效应，达到临界温度约170 K的边缘的动态不稳定性。我们的研究结果表明，低压亚稳相与共价键对称XH $_8$单位将不稳定的离子量子涨落。
2022-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con quant-ph
Ionic liquid gating induced two superconductor-insulator phase transitions in spinel oxide Li$_{1 \pm x}$Ti$_2$O$_{4-δ}$
涌现的物理现象之间的关联（例如，超导性）和$3d$电子的轨道、电荷和自旋自由度在过渡金属化合物中是有趣的。在这里，我们成功地操纵尖晶石氧化物Li $_{1\pm x}$ Ti $_2$ O $_{4-δ}$（LTO）的超导电性的离子液体门控。建立了半球形的超导相图，其中在重电子掺杂区和空穴掺杂区都存在两个绝缘相。空穴掺杂区的超导体-绝缘体转变（SIT）可以归因于Ti价电子的损失。在电子掺杂区，LTO表现出意想不到的SIT，而不是金属的行为，尽管在载流子密度的增加。此外，在正常状态下的电阻曲线中观察到的热滞后，这表明一个一级相变。我们推测，SIT和热滞后干增强$3d$电子关联和轨道有序的形成通过比较的传输和结构的结果LTO与其他尖晶石氧化物超导体MgTi $_2$ O $_4$，以及分析的电子结构的第一性原理计算。深入理解超导性与轨道有序之间的相互作用，将有助于揭示非常规超导配对机制。
2021-04-08 cond-mat.supr-con
Enhancement of Superconductivity Linked with Linear-in-Temperature/Field Resistivity in Ion-Gated FeSe Films
硒化铁（FeSe）是结构最简单的铁基超导体，近年来引起了人们极大的兴趣。体相FeSe的转变温度（Tc）为$\sim$ 8 K，通过不同的电子掺杂方式，可以将其提高到40 ~ 50 K。然而，如此大的Tc增强的物理基础以及库珀配对机制仍然是个谜。在这里，我们报告了一个系统的研究FeSe薄膜的超导和正常状态下的性能，通过离子液体门控。随着微调，Tc不断演变从低于10 K到40 K以上，在现场两个线圈互感测量明确证实门控是一个统一的批量效应。在Tc附近，正常态电阻率与温度呈线性关系，并且这种线性关系随着高磁场对超导性的抑制而向低温延伸。在高磁场下，正常态磁电阻表现出线性的磁场依赖性，并服从一个简单的标度关系外磁场和温度。在整个门控过程中观察到不同Tc状态的一致行为，表明配对机制很可能从低Tc状态到高Tc状态保持相同。重要的是，线性温度电阻率的系数与Tc正相关，类似于铜酸盐，Bechgaard盐和铁磷属元素化物超导体中的观察结果。我们的研究指出，短程反铁磁交换相互作用介导的配对机制FeSe。
2021-03-15 cond-mat.supr-con
Ambipolar suppression of superconductivity by ionic gating in optimally-doped BaFe2(As,P)2 ultrathin films
铁基化合物Ba-122家族的超导电性（SC）可以通过异价或等价取代、施加的外部压力和应变来控制，有时在同一样品中研究这些因素的综合影响。大多数情况下，结果限于SC圆顶向不同掺杂值的移位。在少数情况下，最佳掺杂下的最大SC跃迁也可以增强。在这项工作中，我们研究了电荷掺杂与等价P取代和应变的组合，通过对BaFe $_2$（As $_{0.8}$ P $_{0.2}$）$_2$薄膜进行离子门控实验。我们发现，离子门的极化诱导调制的正常状态的输运性质，可以主要归因于表面电荷掺杂。我们表明，离子门控只能移动系统远离最佳条件，因为SC转变温度被电子和空穴掺杂抑制。我们还观察到一个扩大的电阻转变，这表明SC序参量调制非均匀的膜厚度，与早期的报道电荷掺杂的标准BCS超导体和铜酸盐。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity protected by spin-valley locking in ion-gated MoS2
对称性破缺在具有强自旋轨道相互作用（SOI）的非中心对称超导体中起着关键作用。然而，到目前为止，这些研究主要集中在一种特定类型的SOI上，称为Rashba SOI，其中电子自旋以直角锁定其动量，从而导致平面内螺旋自旋纹理。在这里，我们讨论了电场诱导的超导性二硫化钼（MoS2），它表现出从根本上不同类型的本征SOI表现出的面外塞曼型自旋极化的能量谷。我们发现在1.5 K时的上临界场约为52 T，这表明与中心对称的常规超导体相比，泡利极限增强了四倍。使用现实的紧束缚计算，我们发现，这种不寻常的行为是由于一个谷间配对，对称保护塞曼型自旋谷锁定外部磁场。我们的研究揭示了一个新的光的相互作用的反转不对称性与SOI在受限的几何形状，其前所未有的作用在超导性。
2016-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Density induced BCS-Bose evolution in gated two-dimensional superconductors: The Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition as a function of carrier density
我们讨论了从BCS到玻色超导的演化与载流子密度的门控二维s波超导体。我们发现从正常态到超导态的转变是由Berezinskiii-Kosterlitz-无尾涡旋-反涡旋配对机制控制的，而从高载流子密度（BCS配对）到低载流子密度（玻色配对）的演化只是s波系统中的一个交叉.我们比较我们的结果，最近的实验超导体LixZrNCl，锂插入层状氮化物，并获得很好的定量协议在低和中等密度。
2021-06-18 cond-mat.supr-con
Superconductivity from Doublon Condensation in the Ionic Hubbard Model
在离子哈伯德模型中，当$U \sim V$和离子势$V$相互竞争时，驱动莫特绝缘体体的现场排斥$U$和驱动带状绝缘体的离子势$V$会打开电荷波动的窗口。我们在大$U$和$V$的极限下，用$V\sim U$研究了正方形和立方晶格上的这个模型.使用一个有效的哈密顿量和一个从玻色子的方法与双重和空穴，我们发现，该系统经历了一个相变作为$V$的功能，从反铁磁莫特绝缘体顺磁绝缘体与强单重关联，这是由“中性”的双空穴对凝聚驱动。在进一步增加$V$时，系统经历另一个相变到超导相，由“带电”的双光子和空穴的凝聚驱动。超流相，其特征在于存在相干（但有间隙）的费米子准粒子，和$hc/e$通量量子化，具有高的$T_c \sim t $，其显示作为$V$的函数的圆顶形行为。顺磁绝缘体相具有非限定的U（1）规范场和相关的无带隙光子激发。我们还讨论了如何在超冷原子的背景下，这些阶段可以检测到。
2016-07-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the Role of Out-of-Equilibrium Phonons in Gated Superconducting Switches
最近的实验表明，通过施加适度的栅极电压来调节金属纳米线中的超导性是可能的。这种效应是由于超导体表面的电场还是高能电子的小电流引起的，这在很大程度上存在争议。我们通过研究样品几何形状中的超导性抑制来阐明这一问题，其中电场和电子电流的作用可以清楚地分开。我们的研究结果表明，抑制超导性并不取决于在纳米线表面的电场的存在或不存在，但需要一个高能量的电子流。当电子被注入到纳米线中时，抑制是最有效的，但是当电子在距纳米线的距离为$d$（$d$超过$1~\mathrm{μm}$）的两个远程电极之间通过时，也获得类似的结果。在后一种情况下，高能电子衰变成声子，声子通过衬底传播，并通过产生准粒子来影响纳米线中的超导性。我们发现，这个过程涉及到一个非热声子分布，由于焦耳加热附近的纳米线或增加浴温度的超导性的损失有显着的差异。
2021-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multi-Valley Superconductivity In Ion-Gated MoS2 Layers
过渡金属二硫属化物（TMD）层通过电场将与二维极限相关的增强效应与对其相变的静电控制相结合。几种半导体TMD，如MoS $_2$，当掺杂有静电场时，在它们的表面产生超导性（SC），但其机制仍有争议。通常认为库珀对只存在于布里渊区K/K'点的两个电子袋中。然而，实验和理论结果表明，一个多谷费米面（FS）是与SC态，涉及6个电子袋在Q/Q'点。在这里，我们在离子门控的MOS $_2$薄片中进行低温输运测量。我们发现，一个完全的多谷FS与SC发病。当掺杂$\gtrsim2\cdot10^{13}$ cm $^{-2}$时，Q/Q'谷被填满，只有当费米能级穿过自旋轨道分裂子带$_1$和$_2$时，才出现SC跃迁. SC状态与FS连接性相关，并且由于多个电子袋的同时填充而由Lifshitz转变促进。这种FS拓扑结构将作为寻求新超导体的指导方针。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A Symmetric Superconducting Dome Hosts Non-Fermi Liquid Behavior at Optimal Doping in MoS2
MOE Key Laboratory of Fundamental Physical Quantities Measurement & Hubei Key Laboratory of Gravitation and Quantum Physics, National Gravimetry Laboratory and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Institute for Quantum Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学量子科学与工程研究院）；Centre for Advanced Laser Techniques, Institute of Physics, Zagreb（萨格勒布物理研究所先进激光技术研究中心）；College of Science, Guizhou Institute of Technology（贵州理工学院理学院）；State Key Laboratory of Micro-nano Engineering Science, Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所微纳工程科学国家重点实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Department of Physics, The University of Hong Kong（香港大学物理系）
通过改进的离子液体门控协议，在MoS2中获得了从深度欠掺杂到深度过掺杂的对称超导穹顶，并发现其与非费米液体行为的反相关，散射率可达普朗克极限。
2026-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of bonding on superconductivity in high-pressure hydrides
最近关于硫化氢在200 GPa压力下190 K以上高温超导性的报道，超过了以前发现的所有超导体，极大地激发了人们对致密富氢固体的兴趣。在本文中，我们研究了一种可能的方法来优化这些化合物的临界温度使用第一性原理线性响应计算。我们建构假设的炼金术原子，以顺利地插入硫族元素之间，并研究它们的成键和超导性质。我们的研究结果表明，已经显着的H $_3$ S的临界温度可以进一步提高，通过增加相关键的离子特性，即用更多的电负性元素部分取代硫。
2015-08-31 cond-mat.supr-con
Two-dimensional hole transport in ion-gated diamond surfaces: A brief review
导电金刚石是下一代电子、热学和电化学应用的有希望的候选材料。其开发的主要障碍之一是它的一些关键物理特性-如载流子迁移率和超导转变温度-在引入无序时会发生强烈的退化。这使得二维空穴气在其表面诱导的电场效应掺杂从基本和应用的角度来看，特别有趣，因为它大大减少了非本征无序的量相对于标准的硼取代。在这篇简短的综述中，我们总结了迄今为止在通过离子门控技术控制不同场效应掺杂金刚石表面的电输运性质方面取得的主要成果。我们分析了离子门控如何调整它们的电导率，载流子密度和迁移率，并驱动不同的表面跨越绝缘体到金属的过渡。我们回顾了它们的强取向依赖的磁输运性质，特别关注（100）表面所示的门可调自旋轨道耦合。最后，我们讨论了由密度泛函理论计算预测的在（110）和（111）面的场致超导性的可能性。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Alex Müller, the High-Tc Field-Effect Transistor and Electric-Field Gated Quantum Materials
本文回顾了Alex Müller和Georg Bednorz在高温超导场效应晶体管发明中的鲜为人知的重要贡献，并概述了电场调控复杂材料领域的发展现状，突出Müller的先驱性推动作用。
2023-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A full superconducting dome of strong Ising protection in gated monolayer WS2
最近的研究表明，超导电性不仅存在于原子级薄的单层膜中，而且可以表现出更高的转变温度和更强的临界场。然而，除了是空气不稳定的，在这些固有的金属单层弱的可调谐性，在探索单层超导性，从而阻碍了可能的应用在电子器件中构成了严重的限制。利用场效应门控，我们在容易获得的CVD生长的WS2，一个典型的环境稳定的半导体过渡金属二硫属化物（TMD）的单层超导电性。在这里，我们提出了一套完整的竞争电子阶段在一个前所未有的范围从带绝缘体，超导体，一个意想不到的再入绝缘体。在整个超导圆顶中，库珀对自旋被强烈的内部自旋轨道相互作用所固定，使得这种材料可以说是磁场中最有弹性的超导体。重入绝缘状态，在正高的门电压是合理的归因于本地化诱导的单层的特征性弱屏蔽，提供了关键的洞察到许多圆顶状的超导相场诱导准二维超导体中观察到。
2017-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High-Tc Superconductivity in Ultra-thin Crystals: Implications for Microscopic Theory
高转变温度（高Tc）超导性与层状晶体结构有关。这项工作认为超薄晶体（厚度等于一个公式单元的横向结构周期性距离d）的32铜酸盐，铼酸盐，铼-铜酸盐，铁pnictide，有机和超铀化合物的超导性，其中固有的最佳（最高）转变温度Tc 0（10 - 150 K）的假设。根据二维超导体相变的Kosterlitz-Schmidt（KT）理论，确定了薄片转变温度Tcs = α Tc 0，其中α < 1。α的计算包括从晶体结构、离子价态和已知掺杂理论推导出的超导片载流子密度NS，超导磁穿透深度与温度关系的双流体模型，以及KT跃迁的实验数据; α平均为0.83（随标准偏差0.11变化）。对几种厚度dF接近d的薄晶体结构的实验表明，与微观超导理论计算的Tc 0和KT理论计算的Tcs一致，其中也考虑了无序的存在;对这些薄膜研究的仔细分析表明，超导的最小厚度dF \approx d
2012-02-01 cond-mat.supr-con
Unconventional multi-band superconductivity in bulk SrTiO$_{3}$ and LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ interfaces
虽然早在几十年前就发现了，但掺杂SrTiO $_{3}$的超导性仍然是一个激烈的研究课题。最近的实验表明，随着载流子浓度的增加，多个能带穿过费米能级，标志着Lifshitz跃迁的开始。有趣的是，观察到$T_{c}$在缺氧SrTiO $_{3}$的Lifshitz转变中被抑制;在门控LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$界面中也观察到类似的行为。这样的行为很难用双带超导的干净理论来解释，因为第二带提供的额外电子态应该会增强$T_{c}$。在这里，我们表明，这种意想不到的行为可以解释由强烈的配对破坏效应促进的混乱，如果带间的配对相互作用是subleading和排斥。这种情况的一个结果是，在远离Lifshitz转变时，双带超导态从相反符号的间隙变为相同符号的间隙。
2018-09-19 cond-mat.supr-con
O-bridged electron pairing: the microscopic mechanism for high-temperature superconductivity in cuprates and nickelates
本文提出以氧原子为桥梁的电子配对机制，用以解释铜氧化物和镍氧化物的非常规高温超导性及 d 波对称性等特征。
2024-09-06 cond-mat.supr-con
Observation of surface superconductivity in bulk polycrystalline MoS2 induced by electric double-layer doping
本研究利用双电层掺杂在块体多晶MoS₂表面实现电场诱导超导电性，发现超导起始温度随载流子浓度升高并饱和，证明多晶体系也可静电诱导超导，拓宽了栅控超导的材料探索范围。
2025-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Metallic ground state in an ion-gated two-dimensional superconductor
近年来出现的原子级薄层和异质界面的二维超导体引起了凝聚态物理越来越多的关注。在这里，我们报告，离子门控ZrNCl表面，表现出圆顶形的相图，最大临界温度为14.8开尔文，表现为超导体坚持到2D极限。由上临界场估计的超导厚度约为1.8纳米，比一个晶胞还要薄。由于极弱的钉扎和无序减少引起的涡旋的量子蠕变，在2开尔文以下的涡旋相图的大部分被具有有限电阻的金属态占据。我们的研究结果突出了电场诱导超导的潜力，建立了一个新的平台，在清洁的二维超导体中访问量子相位。
2015-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Evidence of Josephson junction behavior in top-gated LaAlO$_3$-SrTiO$_3$
在LaAlO $_3$ -SrTiO $_3$界面处的二维电子气中，我们证明了顶栅可调的类约瑟夫森结的行为.全局背门控和局部顶门控的组合被用来定义的交界处，提供了一个有效的方式，更精细的空间控制的接口的属性，相比单独的背门控。临界电流和零偏置电阻随温度的变化表明，结表现为短，过阻尼弱环节。这一技术可能是阐明LaAlO $_3$ -SrTiO $_3$界面系统超导性质的重要工具。
2014-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A toy model for 2-dimensional spin-fluctuation-induced unconventional superconductivity
本研究构建了一个各向同性二维电子模型系统，通过引入特定动量峰值的Dirac-delta函数或不同宽度的Gaussian函数作为排斥相互作用，系统性地从数学上探讨非常规超导性的产生机制及其性质。
2024-08-24 cond-mat.supr-con
Doping-Induced Spectral Shifts in Two Dimensional Metal Oxides
强层状离子氧化物的掺杂是用于产生新颖电子行为的既定范例。这一点在超导性中表现得最为明显，在超导性中，掺杂引起铜酸盐（空穴掺杂）的高温超导性和HfNCl中令人惊讶的高Tc（Tc=25.5K，电子掺杂）。第一性原理计算的层状铜铁矿CuAlO 2的空穴掺杂揭示了出乎意料的大掺杂引起的频谱密度的变化，强烈反对的刚性带图片，被广泛用作一个公认的准则。这些光谱位移，与用于产生负电子亲和势表面和调整肖特基势垒高度的电荷转移的起源相似，大大改变了费米能级载流子的特性，导致这种材料成为基于O-Cu-O分子的载流子（或极化子，在低掺杂下），而不是像刚性能带图中那样的几乎纯Cu空穴。第一性原理线性响应电子-声子耦合（EPC）计算揭示，因此，净弱EPC和没有超导性，而不是以前使用刚性带预期获得的高Tc。这些特殊的二维偶极层驱动的光谱位移提供了新的见解，在层状材料的功能，除了超导材料的设计。
2013-07-15 cond-mat.supr-con
Quantum Anharmonic Effects on the Superconductivity of I-43m CH4-H3S at High Pressures: a First-Principles Study
本文利用第一性原理计算，研究了 150-300 GPa 下量子离子涨落和晶格非谐性对 I-43m CH4-H3S 结构与超导性的影响，发现非谐效应使电子-声子耦合常数在 200 GPa 时被抑制 46%，超导临界温度被高估约 50 K。
2024-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Ionic gating in metallic superconductors: A brief review
离子门是研究和控制各种不同材料中的电荷传输和电子基态的一种非常流行的工具。这是由于其能够通过双电层场效应晶体管（EDL-FET）架构诱导表面电荷密度的大调制，并且已被证明能够甚至调谐金属系统的性质。在这篇简短的综述中，我总结了迄今为止在通过离子门控技术控制常规金属超导体薄膜的超导（SC）特性方面所取得的主要成果。我讨论了如何栅极诱导的电荷掺杂，尽管被限制在一个薄的表面层由静电屏蔽，结果在一个长范围的“散装”调制的SC属性的SC冷凝物的相干性，证明了观察supplies在临界温度下的薄膜比静电屏蔽长度厚得多，并通过显着的厚度依赖性，其幅度。我回顾如何可以模拟这种行为的电荷掺杂的表面层和未受干扰的散装与不同程度的近似之间的邻近效应，以及如何第一性原理计算已被用来确定起源的异常增加的静电屏蔽长度在双电场，从而充分证实了邻近效应模型的有效性。最后，我讨论了一个一般的框架-从头算密度泛函理论和超导的Migdal-Eliashberg理论的组合的基础上-通过它的任何门控薄膜的常规金属超导体的属性可以确定纯粹从第一原理。
2021-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Experimental and theoretical assessment of native oxide in the superconducting TaN
本文通过实验与从头计算相结合，证明超高真空生长的超导TaN薄膜中存在天然氧化物，并揭示TaO区域对理解不同临界温度的关键作用。
2023-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Coexistence of ferroelectricity and superconductivity in a two-dimensional monolayer
本文提出通过空穴掺杂具有反键最高价带的铁电绝缘体实现铁电与超导共存，并以二维SnS单层为例，在0.30空穴/原胞掺杂下获得增强极化和约7 K超导转变温度。
2024-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Layer-dependent superconductivity in iron-based superconductors
本研究通过制备CsCa2Fe4As4F2和CaKFe4As4超薄薄片，探究了铁基超导体中维度对超导性的影响，揭示了准二维超导体中依赖于层数的超导转变温度的一般趋势和经验规律。
2023-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Double-dome superconductivity under pressure in the V-based Kagome metals AV3Sb5 (A = Rb and K)
我们提出了高压电输运测量新发现的V基超导体$A$ V $_3$ Sb $_5$（$A$ = Rb和K），具有理想的Kagome晶格的钒。在两种化合物中均观察到压力下的两个超导圆顶，正如之前在其姊妹化合物CsV $_3$ Sb $_5$中观察到的那样。对于RbV $_3$ Sb $_5$，$T_c$从0.93 K（常压）增加到4.15 K（0.38 GPa）的最大值。第二个超导圆顶在28.8 GPa下具有最高的$T_c$，为1.57 K。KV $_3$ Sb $_5$显示类似的双圆顶相图，然而，其两个最大值$T_c$较低，并且$T_c$在第二圆顶中比RbV $_3$ Sb $_5$下降得更快。构建了$A$ V $_3$ Sb $_5$（$A$ = Cs，Rb和K）的温度-压力积分相图，表明插层碱金属原子的离子半径具有显著的影响。我们的工作表明，压力下的双圆顶超导性是这些V基可果美金属的共同特征。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
