磁-超导混合体系是解锁拓扑超导的关键。拓扑超导状态可能包含马约拉纳模式,并有望应用于容错量子计算。然而,在磁性材料和超导材料之间构建稳定、可控的界面仍然是一项挑战。

传统体系常常面临晶格失配、复杂的界面相互作用和无序等问题,这些因素可能会掩盖拓扑态的特征,或用一些琐碎的现象来模拟拓扑态。在原子尺度上实现对磁性结构的精确控制一直是该领域的长期挑战。
研究人员在《材料未来》(Materials Futures)杂志上发表了一篇论文,开发了一种新型亚单层CrTe2 / NbSe2异质结构。通过在NbSe2基底上精细沉积Cr和Te ,他们观察到了一个两阶段的生长过程:首先形成一个晶格常数为0.35纳米的压缩Cr-Te层,然后形成一个晶格常数为0.39纳米的原子级平坦的CrTe2单层。对Cr-Te层进行退火可以触发应力释放重构,从而形成边缘具有局域磁矩的条纹状图案,有效地形成一维磁链。
扫描隧道光谱 (STS) 证实了这些磁矩的存在,以及边缘处的 Yu-Shiba-Rusinov (YSR) 态,从而突显了磁性 Cr 原子与超导 NbSe 2基底之间的相互作用。这种可调谐的周期性应力诱导结构为拓扑量子计算和马约拉纳模式的探索提供了一个极具前景的平台。
展望未来,该团队计划通过退火、基底工程和动态调制技术优化应变控制,从而进一步完善该平台。未来的研究将探索如何针对特定的量子应用定制这些一维磁链,从而有望实现拓扑超导和马约拉纳模式的探测。大规模统计研究和先进的自旋分辨测量技术有望进一步揭示该系统中应变、磁性和超导性之间的复杂关系。
这项工作标志着量子技术向实用化迈出了重要一步。CrTe 2 /NbSe 2异质结构利用晶格失配来构建一维磁链,为量子自旋电子学和拓扑量子计算提供了一个多功能的材料平台。
NbSe2拥有纳米级磁性调控能力,结合其强大的超导性,有望在下一代量子器件的设计上取得突破。这项研究为应变工程材料在量子科学中的应用开辟了新的途径。













京公网安备 11010802043282号