Received 15 April 2022; 

online 25 May 2022

实验证实了4Hb-TaS₂材料中同时存在准二维超导电性和可调控的近藤晶格。该材料可以作为研究二维超导电性与近藤晶格相互作用的平台，对理解重费米子超导体系具有重要意义。

层状材料中的二维超导电性是凝聚态物理的前沿研究课题。层状超导体与层状磁性材料之间的耦合又会产生丰富的新奇量子态，如拓扑超导态等。近藤晶格是一种非常重要的强关联电子体系，它由周期性排列的局域磁矩组成，该体系会产生重费米子超导等量子物态。近期，有研究在单层1T相的过渡金属硫族化合物（TMD）材料中观测到了近藤晶格的存在。因此，将具有近藤晶格的TMD材料与二维TMD超导材料进行堆叠，会有助于我们理解超导电性与近藤晶格的相互作用。

最近，上海科技大学颜世超教授课题组与中国科学院固体物理研究所孙玉平研究员课题组合作，在4Hb-TaS₂材料中观测到准二维超导电性与可调控的近藤晶格共存的现象。4Hb-TaS₂是一种范德瓦尔斯超导材料，由1T-TaS₂与1H-TaS₂交替堆叠而成。随着温度的降低，4Hb-TaS₂会发生一系列相变，其中的1T层在低于约315 K时形成周期为√13×√13的电荷密度波（CDW），1H层在低于约22 K时形成周期为3×3的CDW。当温度低于约2.7 K时，该材料进入超导电态。最近的实验表明该材料在进入超导态之后出现很多奇特的物理性质：（1）该材料在超导态有剩余热容；（2）超导态对磁场的响应有很强的各向异性，面内临界磁场强度可以高达18 T；（3）在超导转变温度以下缪子自旋弛豫率会增加，表明在超导转变过程中出现了时间反演对称性破缺。目前为止，该材料中这些现象的微观机理还不太清楚。

颜世超课题组研究人员利用低温矢量磁场扫描隧道显微镜对4Hb-TaS₂单晶进行了研究。高能量分辨率的扫描隧道谱显示，4Hb-TaS₂材料的1H层具有准二维超导电性，1H层的超导对外加磁场的响应具有很强的各向异性。在4Hb-TaS₂材料的1T层没有探测到超导能隙但存在近藤共振峰，1T层可能贡献了该材料超导态中测量到的剩余热容。另外，研究人员发现可以利用铅原子插层的方法调控1T层中的近藤共振峰，并发现当共振峰靠近费米面时，其强度会显著增加。

图1. 4Hb-TaS₂的晶体结构与实验测量结果。左：4Hb-TaS₂的晶体结构示意图；中：在不同强度面内磁场下测得的1H层微分电导谱，显示1H层的超导电性；右：调控前（下面3条）和后（上面2条）在1T层测得的微分电导谱，表明近藤共振峰的强度随着其靠近费米面而增强。

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