二碲化钨

二碲化钨，WTe2，是一种过渡金属二碲化物。它也是一种与石墨烯具有相似特性的二维层状材料（所以有时候也称之为层状二碲化钨），同二碲化钼(MoTe2)等过渡金属二碲化物一样，因具有独特和非凡的电气和光学特性等优良特性而引起了广泛关注。这些过渡金属二碲化物对量子技术、晶体管和相变存储器等多种技术的发展显示出了巨大的希望。

WTe2是已知经历铁电切换的第一种剥离2D材料。在这一发现之前，科学家们只看到电绝缘体中的铁电开关。但是WTe2不是电绝缘体，它实际上是一种金属，尽管不是一种很好的金属。 二碲化钨（WTe2）是具有层状结构的过渡族金属硫族化合物，在其正交晶胞中钨链沿着碲层的a轴方向呈一维分布，是一种非磁性的半金属材料。WTe2以其良好的热电性能早已为人们所认知，普林斯顿大学的Cava教授研究组在2014年意外的发现WTe2在常压下具有不饱和的大磁阻（LMR）特性[Nature, 514 (2014) 205],即在磁场下这种材料表现出异常大的正电阻效应，而且在非常高的磁场下也不饱和。这种特性不仅为其在电子器件方面的应用提供了潜在的可能，同时也为大磁阻材料的研究开辟了新的方向。在半金属中，非常高的磁阻是由于空穴-电子间的“共振”所产生的，而WTe2是第一种人们发现的具有这种完美共振的材料。
最近，中国科学院物理研究所／北京凝聚态物理国家实验室(筹)超导国家重点实验室SC4组孙力玲研究员和博士生康德芬、周亚洲等与物理所石有国副研究员、清华大学张广明教授合作，对WTe2的高压行为进行了系统、深入的研究，发现在压力的作用下LMR现象得到了连续的抑制，最终在约10.5GPa压力下消失，同时呈现出超导电性。在13 GPa压力下出现最高超导转变温度（Tc = 6.5 K），在更高的压力下Tc连续下降，在24 GPa时，Tc=2.6K。高压原位霍尔测量表明,在LMR完全被抑制和出现超导电性的临界压力下，霍尔系数由正值变为负值，揭示出在该临界压力下发生了具有费米面重构的量子相变，这类相变通常可以用Lifshitz相变来描述。高压同步辐射XRD实验结果证实WTe2在20.1GPa压力以下没有出现结构相变,但在临界压力下c轴被压缩了6.5%，其压缩比例是a轴压缩率的10倍，是b轴压缩率的两倍，说明在该临界压力点处费米面的重构伴有强烈各向异性的晶格缩减。
超导电性常常与电子有序态密切相关，其关联性一直是超导领域的重点研究课题之一。本研究首次在近邻LMR态中发现了压致超导现象，丰富了人们对超导态与其它量子态关联性的研究内容，该研究结果发表在Nature Communications, 6 (2015) 7804上。