層狀過渡金屬硫化物亞穩相MX2 (M = Mo, W; X = S, Se)具有豐富的晶體結構和電子結構，是材料學、電化學和凝聚態物理領域的研究熱點材料。近年來，中國科學院上海硅酸鹽研究所黃富強研究員、方裕強助理研究員團隊在亞穩相MX2的材料制備和新奇物理化學性質研究中取得系列進展。相關成果發表于Nat. Phys.; Adv. Mater.；Nat. Commun.; J. Am. Chem. Soc.等期刊。
經典朗道費米-液體理論可解釋大多數金屬的低溫行為，但無法解釋奇異金屬的行為。因此需要對強關聯量子材料的奇異金屬態進行系統研究，為揭示高溫超導和量子物性等物理現象的理論機制提供重要依據。
近期，上海硅酸鹽所黃富強研究員團隊聯合浙江大學許祝安教授、上海交通大學邢暉教授團隊在拓撲超導體2M WS2中發現費米液體和奇異金屬交叉處能斯特效應的反常效應。2M WS2晶體不同晶軸上的能斯特測試結果顯示出很強的能斯特響應。當2M WS2由費米液體態進入奇異金屬態時，能斯特系數增加的數值與銅基高溫超導體相當。在交叉處能斯特峰與磁場和溫度的關系說明在進入奇異金屬態時載流子發生巨大熵變。
上述工作以“Anomalous enhancement of the Nernst effect at the crossover between a Fermi liquid and a strange metal”為題發表在Nature Physics期刊。共同第一作者是上海交通大學楊宇森博士、浙江大學陶前博士和上海硅酸鹽所方裕強博士，通訊作者為上海硅酸鹽所黃富強研究員、上海交通大學邢暉教授和浙江大學許祝安教授。
論文鏈接https://doi.org/10.1038/s41567-022-01904-5
2M WS2晶體的費米液體和奇異金屬態的電輸運和能斯特效應測試結果
相較于傳統非晶態和多晶態超導薄膜，二維層狀單晶超導體為人們理解和探測二維超導新奇特性提供了很好的研究平臺。二維超導領域一個重要方向是研究其超導在面內強臨界場下的行為，尋找可以對抗超大外界磁場的超導體。這對于基礎物理學研究和超導應用研究都具有重要意義。
近期，上海硅酸鹽所黃富強研究員團隊和復旦大學修發賢教授、香港大學羅錦團教授團隊首次在實驗上發現了自旋-軌道-宇稱耦合超導機制。揭示出在具有拓撲能帶翻轉特性的二維中心對稱超導體中，由于自旋-軌道-宇稱耦合的影響，上臨界磁場不但可以大大超過泡利極限，并且具有很強的面內各向異性。對于深入理解具有拓撲能帶翻轉特性的二維中心對稱超導體中的奇異超導行為具有重要意義。同時，新型層狀單晶超導體2M-WS2在研究中所展現出的獨特的物理屬性也表明其在探究高階拓撲超導和新器件方面具有較好的研究價值。
上述工作以Spin-Orbit-Parity Coupled Superconductivity in Atomically Thin 2M-WS2為題發表在Nature Physics期刊上。復旦大學張恩澤、香港科技大學謝應明和上海硅酸鹽所方裕強博士和強磁場中心張警蕾研究員為共同第一作者，修發賢教授、羅錦團教授、黃富強研究員和上海硅酸鹽所楊金山研究員為通訊作者。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41567-022-01812-8
2M WS2的能帶結構、面內上臨界磁場、微分電導以及超導能隙的演化規律
