近日，中國科學院科學家團隊——合肥物質(zhì)科學研究院固體物理研究所與強磁場科學中心聯(lián)合科研團隊，超高壓條件下首次在一種新的材料——二硫化鉬（2H結構過渡金屬二硫?qū)倩铮?H-MoS2）中觀測到超導現(xiàn)象。相關研究成果被選為編輯推薦文章，發(fā)表在《物理評論快報》上。

　　超導是一種宏觀的量子現(xiàn)象，表現(xiàn)為材料的電阻完全消失的行為，通常在非常低的溫度下發(fā)生。當材料處于超導態(tài)時，它具有零電阻、完全抗磁性和超導隧道效應等奇特性能，在電力輸運、醫(yī)療器械磁體、微波器件以及磁懸浮列車等方面具有獨特優(yōu)勢。自1911年荷蘭萊頓大學H·卡默林·昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)汞在4.2K以下呈現(xiàn)超導現(xiàn)象后，因其廣泛的應用前景，使人們對新超導材料的開發(fā)一直孜孜以求，并成為材料物理領域的主流方向。

　　過渡金屬二硫?qū)倩颩X2（M為過渡金屬Ti, Nb, Ta, Mo, W; X為硫族元素S, Se, Te）具有和石墨類似的層狀結構，根據(jù)單胞中X-M-X三明治單層的數(shù)目及MX6配位多面體的不同，可分為1T，1T′，Td，2H等多形體。實驗研究表明，通過化學插層或施加外部壓力等調(diào)控手段，可在某些過渡金屬二硫?qū)倩镏姓T導出超導電性，如激子絕緣體1T-TiSe2、莫特絕緣體1T-TaS2及外耳半金屬Td-WTe2等。而對于半導體2H-MoS2，雖然實驗上證實通過化學插層和施加靜電場偏壓可以誘導出超導電性，但迄今還沒有壓力誘導超導電性出現(xiàn)的實驗證據(jù)。

　　為此，研究人員在自主搭建的高壓綜合測試平臺上，利用金剛石對頂砧產(chǎn)生的超高壓條件，通過低溫電輸運測量發(fā)現(xiàn)：二硫化鉬在90GPa（90萬大氣壓）左右的壓力條件下變成超導體，在130~220GPa（接近地球外核壓力）壓力范圍內(nèi)，超導轉(zhuǎn)變臨界溫度可高達12K，并通過密度泛函理論計算解釋超導出現(xiàn)的微觀機制。

　　研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃，國家自然科學基金和安徽省自然科學基金等的資助。

圖1.光學顯微鏡下金剛石對頂砧高壓發(fā)生裝置中樣品和電極的標準四引線布局圖，其中圓形輪廓為金剛石的工作臺面，直徑為100微米。實驗中，通過一對對頂?shù)慕饎偸瘮D壓樣品對樣品施加超高壓力。

圖2.二硫化鉬的壓力-溫度相圖。