第一作者：Yijun Yu, Liguo Ma, PengCai
通訊作者：Liguo Ma、Xian Hui Chen、Yuanbo Zhang
通訊單位：復旦大學、中國科學技術大學
基于銅的氧化物材料的高溫超導體構成了復雜多樣的材料家族，但它們都共享分層的晶格結構。這個奇怪的事實引起了科學家的好奇心了：在隔離的單層氧化銅中，是否可以存在高溫超導性？如果存在，那么二維超導性和各種相關現象是否與它們的三維對應性不同。這個答案可能會為有關維數在高溫超導中的作用提供更多信息。
有鑒于此，復旦大學Yuanbo Zhang、Liguo Ma和中科大Xian Hui Chen ，等人開發了一種制造工藝，可獲得高溫超導體Bi2Sr2CaCu2O8+δ的本征單層晶體（Bi-2212；單層是指包含兩個CuO2平面的半晶胞）。
圖1. 單層Bi-2122制備和表征
研究人員發現，單層銅氧化物最高超導轉變溫度與最佳摻雜體的最高溫度一樣高。與傳統的二維超導體（如NbSe2）大大降低的轉變溫度相比，對轉變溫度缺乏尺寸影響無法滿足Mermin-Wagner定理的期望。
單層Bi-2212的性能變得極為可調，對各種摻雜濃度下的超導性，擬能隙，電荷階數和莫特狀態的調查表明，這些相與本體中的相沒有區別。因此，單層Bi-2212顯示了高溫超導的所有基本物理原理。
圖2. 單層Bi-2122的高溫超導性能調控
圖2. 單層Bi-2122的電子結構
這項研究結果為單層氧化銅作為研究二維高溫超導性和其他強相關現象，建立了一個全新的平臺。值得一提的是，這是張遠波教授2018年Nature之后再一次在二維材料領域取得重要進展。
2018年10月22日，張遠波教授團隊在Nature發表文章，發現了一種新型二維Fe3GeTe2鐵磁體，可在室溫下實現鐵磁轉變。通過氧化鋁和Fe3GeTe2之間強相互作用，制備得到單層Fe3GeTe2。研究發現，二維Fe3GeTe2鐵磁轉變溫度Tc可以達到室溫以上，為該材料用于電子器件制作提供了可能。
參考文獻：
Yijun Yu et al. Cesium Lead InorganicSolar Cell with Efficiency beyond 18% via Reduced Charge Recombination. Nature2019.
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1718-x
