Recentemente, O Prof. Jian Wang e colaboradores descobriram a supercondutividade não convencional induzida pela ponta por contato de ponto rígido em cristais TaAs semimetálicos de Weyl, que pode ser topologicamente não trivial. Supercondutores topológicos têm atraído grande atenção por sua capacidade de hospedar modos zero de Majorana, que pode ser usado em computação quântica topológica. Portanto, esta descoberta não apenas abre uma nova rota na investigação dos novos estados supercondutores com base em materiais Weyl, mas também demonstra um novo método para induzir supercondutividade topológica potencial por modulação de contato de ponto rígido em materiais topológicos não supercondutores. Este trabalho foi publicado em Boletim de Ciências .

Supercondutores topológicos mostram uma lacuna supercondutora no estado de massa, mas suporta férmions de Majorana sem intervalos ou modos zero de Majorana no limite. Os modos zero de Majorana obedecem a estatísticas não abelianas, e pode ser aplicado à computação quântica topológica e para construir um computador quântico tolerante a falhas.

Em 2016, Prof. Jian Wang em colaboração com o Prof. Jian Wei, Prof. Xiong-Jun Liu, O Prof. X. C. Xie e o Prof. Shuang Jia da Universidade de Pequim relataram supercondutividade não convencional induzida por contato de ponto rígido em Cd semimetálico 3-D Dirac ₃ Como ₂ cristais ( Materiais da Natureza 15, 38 (2016)). Os resultados revelam uma nova maneira de detectar e estudar a supercondutividade topológica potencial usando contato de ponta / ponto rígido em materiais topológicos não triviais, que é diferente do método de efeito de proximidade prevalecente para a realização de supercondutividade topológica e férmions de Majorana.

O fermion Weyl, um férmion Dirac sem massa há muito procurado com quiralidade definida, foi realizada como uma excitação de baixa energia em torno de um ponto Weyl em um semimetal Weyl, que possui cones de férmions de Weyl no volume e estados de arco de Fermi não triviais na superfície. Como são superfícies topológicas de Fermi, Semimetais de Weyl podem ser candidatos naturais para a realização de supercondutores topológicos se a supercondutividade puder ser induzida. Recentemente, O Prof. Jian Wang e colaboradores relataram a descoberta de supercondutividade não convencional induzida pela ponta de PtIr em cristais simples de TaAs semimetais de Weyl não supercondutores.

A espectroscopia de contato pontual exibe pico de condutância de polarização zero e picos de condutância duplos, bem como quedas de condutância dupla, que revelam as características da supercondutividade não convencional. Além disso, os experimentos de controle mostram que a ponta W também pode induzir supercondutividade, mas a ponta Au relativamente macia não pode induzir supercondutividade em cristais de TaAs. Isso significa que a pressão "uniaxial" local e o efeito de dopagem ao redor da região do ponto de contato são importantes para o surgimento da supercondutividade. O estudo teórico sugere ainda que a supercondutividade induzida em TaAs pode ter topologia não trivial. Assim, este trabalho demonstra um método eficaz para detectar e estudar a supercondutividade topológica usando contato de ponta dura em semimetais de Weyl topológicos não supercondutores.

Os pesquisadores também estudaram Au ₂ Supercondutores de Pb por medições de contato de ponto rígido. Quando a ponta Au "macia" é usada, a temperatura de transição supercondutora obtida por espectroscopia de contato pontual é igual ao resultado obtido pela medição padrão de quatro eletrodos. Contudo, quando a ponta W "dura" é usada, a temperatura de transição supercondutora obtida por espectroscopia de contato pontual é significativamente aumentada. Esses resultados demonstram ainda que a técnica de medição de ponto de contato é confiável para induzir e detectar a supercondutividade e pode se tornar um método universal para realizar uma nova supercondutividade em materiais topológicos não triviais.

A medição de contato de ponto foi considerada anteriormente em alguns casos para estudar materiais supercondutores. O presente trabalho relata a técnica desenvolvida para induzir supercondutividade em materiais topológicos não supercondutores usando ponta não supercondutora (contato de ponto duro), diferente dos experimentos de contato pontuais anteriores, onde as amostras são os próprios supercondutores. Portanto, a presente descoberta pode motivar mais investigações para revelar completamente a supercondutividade topológica induzida por ponta dura em materiais topológicos.