最近、Rong Zhang 教授と Xuefeng Wang 教授の所属チーム南京大学は、中国科学院大学、中国科学院金属研究所、大連理工大学などのグループと緊密に連携し、位相工学トポロジカル量子材料の分野で重要なブレークスルーを達成した。彼らは、二テルル化パラジウム (PdTe2遷移金属カルコゲナイド膜における大面積の非化学量論的相転移」にオンラインで公開されました自然素材2026 年 1 月 16 日。
前述の課題に対処するために、研究チームは最初にセンチメートルスケールのエピタキシャル PdTe を製造しました2反射高速電子回折 (RHEED) によるその場モニタリングを備えたカスタムメイドのパルスレーザー蒸着 (PLD) 技術を利用して、サファイア基板上に薄膜を形成します。その後、その場加熱機能を備えた走査型透過電子顕微鏡 (STEM) を使用して、チームは PdTe からの相転移の原子スケールの再構成ダイナミクスを直接視覚化しました。2原子スケールでの熱処理中に PdTe に変化します。機械学習分子動力学シミュレーションと組み合わせることで、熱による空孔の生成、Pd-Te結合の再構築、それに続くファンデルワールスギャップの崩壊と閉鎖などの一貫したメカニズムが体系的に明らかになりました。調製されたままの PdTe 薄膜は、単結晶バルク材料の超伝導転移温度に匹敵する超伝導転移温度を備えた優れた超伝導特性を示します。さらに、形成された原子的にシャープなPdTe2/PdTe 固有の格子不整合を持つヘテロ界面は、スピン光電流に基づく巨大ヘリシティ依存のテラヘルツ波放射を実証します。
図:a-f,PdTe における熱駆動原子再構成の概略図2そしてPdTe からの相転移のその場 STEM 観察2加熱下でPdTeに変換します。スケール バーは 2nm。g、h,正規化抵抗の温度依存性そしてヘリシティに依存するテラヘルツ放出薄型用さまざまな映画Pd-Teフェーズ。
さらに、熱駆動による大面積の非化学量論的相転移の戦略は、PtTe などの他の遷移金属カルコゲニド系にも拡張できます2、非化学量論的相転移のための有望なインテリジェント材料プラットフォームの開発が期待されています。この研究は、大面積の原子スケールの再構成相転移の可視化技術を画期的なものにしました。これは、遷移金属カルコゲニド膜とそのヘテロ構造の大面積作製のための普遍的な方法を提供するだけでなく、高度なテラヘルツ源、低電力スピントロニクスチップ、チップ相互接続、トポロジカル量子デバイス、超伝導量子コンピューティングなどの最前線分野での潜在的な応用を推進します。
論文リンク: https://wwwnaturecom/articles/s41563-025-02471-9
