近日，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、南京大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所等單位合作，發(fā)現(xiàn)了一種具有全新堆垛結(jié)構(gòu)的2M相WS₂，該材料表現(xiàn)出不同于1T’（空間群P2₁/m）和T_d（空間群Pnm2₁）的堆垛方式，空間群為單斜形式的C2/m，且具有反演對(duì)稱(chēng)中心。研究人員通過(guò)拓?fù)浠瘜W(xué)的方法，首先合成出高質(zhì)量的前驅(qū)體三元插層化合物K_0.7WS₂，然后在一個(gè)溫和的氧化性環(huán)境中將K離子抽離出材料母體，最終得到毫米級(jí)的2M WS₂單晶。通過(guò)輸運(yùn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)2M WS₂具有8.8 K的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，該轉(zhuǎn)變溫度為本征TMD（過(guò)渡金屬二硫?qū)倩飔ransition-metal dichalcogenide）材料中最高的。理論計(jì)算表明該材料的能帶中存在受拓?fù)洳蛔兞縕₂保護(hù)的具有狄拉克錐特征的拓?fù)浔砻鎽B(tài)。這是首次在TMD材料體系中發(fā)現(xiàn)這種狄拉克錐型的拓?fù)浔砻鎽B(tài)，完全不同于T_d WTe₂和T_d MoTe₂外爾半金屬態(tài)。更為重要的是，由于拓?fù)浔砻鎽B(tài)與體相超導(dǎo)的共存，2M WS₂成為一種非常有前景的層狀拓?fù)涑瑢?dǎo)體候選者。相關(guān)研究成果以Discovery of Superconductivity in 2M WS₂ with Possible Topological Surface States 為題發(fā)表于國(guó)際期刊《先進(jìn)材料》雜志上（Advanced Materials，DOI: 10.1002/adma.201901942）。上海硅酸鹽所在讀博士研究生方裕強(qiáng)和南京大學(xué)在讀博士研究生張冬芹為該論文共同第一作者；上海硅酸鹽所研究員黃富強(qiáng)、南京大學(xué)教授張海軍和上海微系統(tǒng)所副研究員牟剛為該文共同通訊作者。

　　上述研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院重點(diǎn)研究項(xiàng)目、霍英東教育基金、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)和上海市科委等的資助和支持。

MX₂的晶體結(jié)構(gòu)示意圖：a, 2H相；b, 1T相；c，1T相單層；d，塊體1T’相；e，T_d相；f，1T’單層。

a, 2M WS₂的晶體結(jié)構(gòu)；b, 超導(dǎo)特性；c, 拓?fù)鋺B(tài)；d, 2M WS₂物性示意圖。