复旦大学等科学家发现电荷调控方法材料或可“七十二变”

复旦大学物理系教授张远波课题组和中科大教授陈仙辉课题组等合作，发现一种新的实验方法——可控电荷插层，从而首次得到了1T—TaS2二维材料的完整相图。1月27日，相关研究成果发表于《自然—纳米技术》。有关专家认为，这项实验大大加强了当前对1T—TaS2中电荷密度波和超导相的理解和调控能力。

强关联材料的性质比半导体材料更复杂丰富，不同于半导体材料内部电子可以被认为是独立运动，相互不产生影响，强关联材料内部电子之间存在很强的相互作用。但强关联电子材料复杂的物理现象及其背后的物理机制还未被完整理解。

张远波课题组等在这项研究中发现，1T—TaS2二维材料中的电荷密度波可以通过改变样品的维度来进行调控。研究人员同时还发展了一个电荷调控的全新实验方法：通过门电压对层状样品进行可控的锂插层，可以把样品电子浓度调控到前所未有的水平。

利用这个新方法，研究人员同时还观测到1T—TaS2二维材料中的电荷密度波相以及超导相对电子浓度极其敏感。“我们的调控办法类似于电池的充放电过程。当充上电，材料的物性就会改变；不同程度的电量，材料的物性都不一样。通过调整‘电量’，可以让材料变得更导电或者更绝缘、有超导功能或者没有超导功能，实现材料的‘七十二变’。”张远波说。

谈起“电荷调控”这个新方法的发现，张远波笑称，是一次意外。“我们原本采用的研究方法发现行不通，实验失败了。但是失败的数据里面有一些特别的现象。在集体讨论时，博士生於逸骏提出了这个问题，他是该论文的第一作者。我们讨论研究后，觉得可以沿着这个新的方向做下去。后来就发现了电荷调控的方法。”张远波说。