二维过渡金属碲化物的控制合成与超导特性研究

Superconducting two-dimensional (2D) transition metal tellurides provide a novel and unique platform for exploring the origins of superconducting in low dimensions. However, the chemical synthesis of these 2D materials has not been achieved so far. In this proposal, we will first focus on the controllable synthesis of 2D ZrTe3, PdTe2 by tuning the growth kinetics during the chemical vapor transport (CVT) growth. Next, we will explore the structure-properties relationship of these materials and further, tune their superconducting behavior by in-situ doping these 2D materials during growth. This study will provide new insights into the chemical synthesis and modulation of 2D superconductors and make these materials available for both fundamental and application explorations.

具有超导特性的二维过渡金属碲化物为探索低维材料的超导机制提供了新颖而独特的研究平台。然而这类材料目前尚无可控的化学合成方法，极大的制约了这类材料基础理论及应用研究。针对这一问题，我们以实现这类材料的可控化学合成为突破口，通过对晶体生长动力学进行精准调控，获得层数可控的超导二维ZrTe3、PdTe2等材料，并深入研究这类材料层数、堆垛角度等结构要素与其超导相变温度之间的关联，阐明超导性质的构效关系，探索通过在生长过程中进行原位掺杂，进而调控二维材料的超导特性。本项目将为二维超导材料的化学合成与超导性能化学调控提供重要的研究基础，对于探索这一新颖材料体系的物理化学新现象、拓展低维超导材料的物理化学规律具有重要的意义。

二维超导过渡金属碲化物为探索低维材料的超导机制提供了新颖而独特的材料体系。这类材料的可控合成所面临的挑战极大的制约了这类材料基础理论及应用研究。针对这一问题，我们以实现二维ZrTe3、PdTex等材料的可控化学合成为突破口，发展了基于化学气相输运、气固界面反应等二维晶体合成新方法，获得了高结晶性二维ZrTe3、PdTex等材料，证实了其二维超导特性。在此基础上，研究了PdTe等二维超导材料的结构与其超导相变温度之间的关联。此外，还发展了基于固固界面反应的二维材料超导特性的化学调控新方法。本项目为二维超导材料的化学合成与超导性能化学调控提供重要的研究基础，有助于推动对这一新颖材料体系新奇物性的探索。