Kagome晶格因其独特的平带、范霍夫奇点和狄拉克锥等电子结构特征而备受关注,为研究诸如超导电性、拓扑相、量子自旋液体、平带物理学等多种新奇物性提供了理想模型。
近期,我院量子功能材料计算与设计团队对双层Kagome硼烯的超导性质进行理论计算,发现其超导转变温度Tc极低(~0.03 K),限制了实际应用。为了改善其性能,该团队运用金属沉积策略对其进行了改性研究。理论研究发现通过碱土金属Mg、Ca沉积可以显著提高其Tc(较未修饰材料提升了三个数量级),而沉积IIIA族金属In、Tl后的双层Kagome硼烯是一种兼具较高Tc与非平庸能带拓扑性质的二维材料。这些研究不仅丰富了Kagome材料家族,还展示了金属修饰在提升二维材料超导电性方面的巨大潜力,为拓扑量子计算和低耗散电子学提供了新的候选材料、为理解二维材料中的超导机制提供了新视角,也为进一步探索二维Kagome材料提供了重要的理论指导。

碱土金属Mg、Ca沉积双层Kagome硼烯的研究结果以“Enhanced superconductivity in bilayer kagome borophene by alkali and alkaline earth metal deposition”为题,发表于物理学国际著名期刊Phys. Rev. B(自然指数期刊)。团队教师陈英杰博士为论文的第一作者,郑萌萌副教授、路洪艳教授为通讯作者。
IIIA族金属In、Tl沉积的双层Kagome硼烯研究结果以“Coexistence of superconductivity and nontrivial band topology in post-transition-metal decorated bilayer kagome borophene MB6 (M = In, Tl)”为题,发表于物理学国际著名期刊Phys. Rev. B(自然指数期刊)。团队硕士研究生万一为该论文的第一作者,陈英杰博士、路洪艳教授、张平教授为通讯作者。
这两项研究工作得到了国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划项目、山东省自然科学基金重大基础研究项目、山东省自然科学基金面上项目、以及山东省高等学校青创人才引育计划团队项目的支持。
供稿审核:刘广强
编辑审核:王文志
终审:满忠晓