由Phys的Ingrid Fadelli创作
（同organic）有机 顶部1T-TaS2层的地形CDW图像和底部超导1H-TaS2层上涡流的光谱图像的艺术表示，示意性边缘模式绑定到界面
信用:Nayak等人
拓扑超导体是一类超导材料，其特征是亚间隙零能局域模，称为Majorana边界态(MBSs)
这些材料有望发展量子计算技术
过去的研究已经在各种异质结构中观察到拓扑超导的特征
然而，到目前为止，物理学家和材料科学家只能创造出一些本质上的拓扑超导体
以色列魏茨曼科学技术研究所的研究人员最近收集了4Hb-TaS2中拓扑超导性的证据，这是一种由他们的一位同事实现的新材料
他们发表在《自然物理学》上的论文可能会对各种量子设备的未来发展产生重要影响
“2019年初，Technion技术研究所的Amit Kanigel在魏茨曼科学研究所举办了一场关于4Hb-TaS2的研讨会，这是一种有趣的化合物，他最近已经种植并测量了它，”开展这项研究的三名研究人员Nurit Avraham、Abhay Kumar Nayak和Haim Beidenkopf告诉Phys
（同organic）有机
“他提出的一个令人兴奋的观察结果是μ子自旋弛豫开始增加，这可能意味着时间反转对称性破缺，同时还有超导性，这暗示了这种化合物中拓扑超导性的存在
" 在参加了坎尼格尔的研讨会后，魏茨曼的团队开始使用一种被称为扫描隧道显微镜的技术来检查他发现的奇异化合物
扫描隧道显微镜是可以用来收集原子尺度图像和材料表面光谱测量的仪器
拓扑超导的一个关键标志是材料边缘存在马略拉那边缘模式，这可以用扫描隧道显微镜技术直接观察和表征
因此，卡尼格尔在Technion的研讨会激发了研究人员寻找4Hb-TaS2中拓扑超导性的实验证据
贝登科普夫说:“在我们的实验室里，我们使用扫描隧道显微镜和光谱映射。”
“在4Hb多型TaS2中特别令人兴奋的是，它将1H超导层与1T Mott绝缘层交错在一起
因此，简单地通过切割和暴露各种终端，我们可以探索这些不同的相关状态之间的相互作用
" 布里连区内的交叉轨道配对项诱导了12个节点
它们对各种边缘的投影产生了边缘模型的各向异性特征
在他们收集的第一批地形图像中，研究人员观察到了卡尼格尔合成的材料中1T和1H层之间强烈相互作用的迹象
更具体地说，他们揭示了电荷密度波在1H层上的印记，因为它与下面的1T层很接近
研究小组随后测量了1H层的超导性，发现超导间隙非常浅
这表明这个缺口被缺口中的电子态所填补
“我们后来确定了沿着超导层边界的边缘模式的存在，”Avraham说，“最有趣的是我们在1H层超导区域之间的界面上观察到的边缘模式，这些区域从两侧被1T层封装，暴露的区域顶部没有1T层。”
这与我们的第一个观察结果有关，表明即使超导性在整个1H层中保持连续，但由于与相邻1T层的相互作用，它也会改变其拓扑分类
" 支持材料1H层超导性拓扑性质的另一个结果是涡核处零偏电导峰的可视化
因此，研究人员能够收集到4Hb-TaS2内在拓扑超导性的非常有力的证据
随后，他们开始与一群理论家合作，提出关于轨道间配对机制的假说，这些假说可能支持他们观察到的奇异现象
纳亚克说:“虽然拓扑绝缘体，甚至半金属，到目前为止都很丰富，但自然材料中拓扑超导体的清单非常短。”
“它包括SrRO2和FeSeTe以及其他几个候选的UTe2
因此，将4Hb-TaS2添加到这个列表中是令人兴奋的消息，因为它也拥有强关联的状态，并且它的层结构可以通过局部尖端操作从1T改变到1H
" 这组研究人员收集的发现表明，卡尼格尔实现的奇异化合物本质上是一种拓扑超导体
在未来，这种材料将被证明对量子计算机和其他量子信息处理工具的发展特别有价值
与此同时，魏茨曼的团队和他们的同事计划继续检查4Hb-TaS2，特别是观察存在金属1H层的1T层上莫特绝缘状态的命运
“我们有初步迹象表明，在1T层上形成了一种奇异状态
它与超导性的关系也没有解决
”阿夫拉罕、纳亚克和贝登科普夫补充道
“也许这些额外的见解将使我们更接近对4Hb-TaS2的全面理解，其中1H终端的拓扑超导性是一个令人兴奋的方面
"
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