Em um artigo recente publicado em Boletim de Ciências , pesquisadores desenvolveram uma estratégia eficaz de intercalação de cátions orgânicos para manipular o acoplamento intercamadas de materiais em camadas, e obter uma classe de cristais híbridos orgânico-inorgânicos com propriedades topológicas personalizadas e supercondutividades aprimoradas.

A redução da dimensionalidade é um caminho direto para manipular o acoplamento entre camadas de materiais em camadas para induzir propriedades exóticas. Por exemplo, WTe ₂ , que é um semimetal Weyl não supercondutor em massa, poderia hospedar o efeito Hall de spin quântico com temperatura de transição supercondutora Tc ~ 0,82 K quando a espessura é diminuída para monocamada. Contudo, reduzir a dimensionalidade requer um crescimento complexo ou esfoliação e as amostras de monocamada são frequentemente instáveis ​​em condições ambientais. O desenvolvimento de um método eficaz e fácil para manipular o acoplamento intercamada para obter propriedades personalizadas é, portanto, altamente desejável.

Recentemente, pesquisadores liderados por Shuyun Zhou e Pu Yu da Universidade de Tsinghua co-desenvolveram uma estratégia de intercalação de cátions orgânicos para materiais em camadas. Eles começam com os semimetais de Weyl MoTe ₂ e WTe ₂ , e as amostras intercaladas exibem propriedades topológicas personalizadas, supercondutividades aprimoradas e boas estabilidades de amostra. O MoTe intercalado ₂ mostra Tc de 7,0 K em comparação com Tc de 0,25 K em sua contraparte a granel, e é comparável ao floco de monocamada. Mais importante, o WTe intercalado ₂ exibe Tc aprimorado de 2,3 K, que é 2,8 vezes de Tc ~ 0,82 K na amostra de monocamada, sugerindo que o método de intercalação é muito eficaz em aumentar a supercondutividade. Tal manipulação da topologia de banda e da supercondutividade em MoTe intercalado ₂ e WTe ₂ fornece uma plataforma promissora para realizar supercondutividade topológica e modo zero de Majorana.

O impacto da metodologia de intercalação desenvolvida neste trabalho na engenharia futura de outros materiais em camadas também é de longo alcance. Conforme destacado por Xianfeng Duan da UCLA no News &Views publicado na mesma edição, "A abordagem de intercalação molecular oferece uma estratégia versátil para adaptar a dimensionalidade e a natureza topológica dos cristais em camadas, e define uma classe inteiramente nova de estruturas super-rede orgânicas-inorgânicas para a engenharia elaborada dos estados eletrônicos e topologia de estrutura de banda complexa para permitir propriedades e dispositivos exóticos. "