近日，中国科学院合肥物质院强磁场中心低功耗量子材料研究团队与中国科学院理化技术研究所团队合作，在过渡族金属硫化物超导电性研究中取得重要进展，依托稳态强磁场实验装置（SHMFF）电输运与磁性测量系统，发现一种具有独特晶格结构的新超导材料（InSe2）xNbSe2，该材料的超导转变温度达到11.6 K，为常压下具有最高转变温度的过渡族金属硫化物超导体。相关研究成果发表在化学材料顶级学术期刊 Journal of the American Chemical Society 上。
过渡族金属硫化物具有表现出超导电性、二维半导体、拓扑量子物态等优势，在催化、集成电路、储能等领域有广泛应用前景，成为当前材料物理研究的明星材料。过渡族金属硫化物超导体中的电荷密度波和超导电性之间的关系更是长期以来的争论问题。然而，过渡族金属硫化物超导体的超导转变温度较低，限制了对其物理性质的深入理解。
研究团队发现，在NbSe2材料的范德瓦尔斯层中插入InSe2，可以获得一种具有独特晶格结构的（InSe2）xNbSe2材料。团队通过X射线衍射、高分辨能谱分析、原子分辨高角度环形暗场像差校正扫描透射显微镜等综合手段确定了该材料的结构（图1）。该材料表现出转变温度高达11.6 K的超导电性，这是目前已知的具有最高超导转变温度的过渡族金属硫化物超导体。进一步的研究发现，该材料的临界电流密度可达8.2x105 A/cm2，这个数值可以和铜氧化物和铁基超导体相媲美，显示出该材料的重要潜在应用价值。
强磁场中心博士研究生牛瑞、李嘉阳为该论文共同第一作者，强磁场中心甄伟立博士后、理化所夏静研究员、强磁场中心郝宁研究员和张昌锦研究员为共同通讯作者。本工作得到了科技部国家重点研发计划项目，国家自然科学基金委优秀青年科学基金和面上项目，中国科学院B类先导项目和中国科学院依托重大科技基础设施的建制化基础研究项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c09756
（InSe2）xNbSe2超导体的晶格结构和超导转变。