仪器情报，科学家首次发现SrTa2S5超导性与条纹电子相的证据！

【科学背景】

不共格调制是指晶体中同时存在两种或多种不相容的周期性结构，例如磁场调制、离子和分子排列的非共格化，以及金属系统中的非共格电荷密度波。这种现象挑战了传统晶体学的描述框架，促使科学家提出超空间群方法来描述这些结构的复杂性。

因此呢，科学家们通过工程化的方法，如半导体超晶格和图案化的二维电子气体，成功实现了不共格调制的人工控制。然而，现有平台往往面临原子尺度的高度无序性，限制了它们在研究脆弱电子基态和高迁移率输运中的应用。

为了解决这些问题，麻省理工学院物理系J. G. Checkelsky团队团队报道了SrTa2S5体相范德华超晶格，成功实现了对二维过渡金属二硫化物（TMD）层的一维不共格结构调制。通过量子振荡等实验证据，研究团队证明了H-TaS2层中高质量的电子输运，在调制下表现出各向异性和与光刻调制的二维系统相似的共振振荡现象。

此外，研究还发现了SrTa2S5中非常规的纯净限制超导性，表现出明显的层间相对层内相干性抑制。通过分析平面磁场依赖的层间临界电流和来自结构调制的电子衍射，研究团队提出了SrTa2S5中超导性是空间调制的可能性，并指出了TMD层之间的不匹配性。这一发现不仅为理解不同晶体材料中电子相的操控机制提供了新的视角，还为开发新型纳米电子器件和超导体提供了新的思路和方法。

【科学亮点】

1. 实验首次在SrTa2S5体相范德华超晶格中实现了一维不共格结构调制，这一调制影响了H-TaS2层的电子输运性质。

2. 通过量子振荡证据表明，H-TaS2层中的高质量电子传输表现出明显的各向异性，这种行为类似于光刻调制的二维系统。

3. SrTa2S5展示了非传统的纯净限制超导性，明显抑制了层间相对于层内的电子相干性。

4. 平面磁场对SrTa2S5中层间临界电流的依赖性，以及来自结构调制的电子衍射表明其超导性在空间上存在调制特性，并在相邻TMD层之间呈现不匹配。

5. 本研究提出了SrTa2S5作为探索密度波配对超导性的潜在平台，为研究非传统序的微观评估提供了一种可能途径。

【科学图文】

图1 | 周期调制晶体和结构调制的体块超晶格。

图2 | SrTa2S5的输运各向异性和费米面结构。

图3 | 条纹调制超晶格中的半经典共振振荡。

图4 | 抑制层间相干性和平面各向异性的超导性。。

【科学结论】

本文展示了SrTa2S5体相范德华超晶格作为研究调制电子相的理想平台的潜力。通过实现一维不共格的结构调制，研究人员首次在这一材料中探索到了高度各向异性的电子输运特性，并观察到了与光刻调制二维系统相似的共振振荡现象。此外，SrTa2S5还展现出非常规的超导性质，其中层间相干性显著抑制，这为研究超导性的空间调制性质提供了新的案例。

这些发现不仅揭示了体相范德华超晶格在探索调制电子相中的多功能性，还为理解和设计未来范德华异质结构及其宏观应用提供了深远的启示。通过局部扫描探针、宏观散射实验以及范德华器件制备技术，可以进一步探索SrTa2S5中的密度波配对序，这将有助于开拓新的电子材料设计和功能性器件的发展路径。

原文详情：Devarakonda, A., Chen, A., Fang, S. et al. Evidence of striped electronic phases in a structurally modulated superlattice. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07589-5