近期，中国科学院超导电子学卓越创新中心、上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室牟刚（青促会会员）团队和中国科学院上海硅酸盐研究所黄富强课题组合作，在重堆垛的单层TaS2纳米片的超导特性研究中取得新进展。研究人员通过磁场角度依赖的输运实验，在重堆垛的单层TaS2纳米片中观察到了上临界磁场和超导转变温度随倾斜磁场非常规的演化行为，并阐明了其物理机制。相关研究成果以Unusual evolution of Bc2and Tc with inclined fields in restacked TaS2 nanosheets 为题于7月13日在npj Quantum Materials发表[3, 34 (2018)]。

2H-TaS2是一种电荷密度波（CDW）与超导共存的过渡金属二硫族化合物，其准二维的层状结构使得人们可以通过物理或化学的手段对其进行剥离从而获得单层材料。此前，上海硅酸盐所、上海微系统所以及北京大学的合作团队通过化学剥离的方法获得了单层的TaS2纳米片，进而自组装成重堆叠的TaS2纳米片薄膜。这种新型材料打破了原母体的晶体结构，显示出比母体材料更高的超导转变温度Tc[JACS, 139, 4623 (2017)]。在此基础上，上海微系统所的马永辉、牟刚（青促会会员）和上海硅酸盐所的潘杰、黄富强等人研究了超导转变在不同方向的磁场下的演化（如图a所示），发现上临界磁场Bc2随角度的变化趋势明显偏离GL模型和Tinkham模型的预期（如图b所示）。另一方面，在固定面外磁场的情况下，Tc随面内磁场的增强呈现先增大后减小的行为（如图c和d所示）；通常而言，磁场对超导总是起到破坏作用，因此这是一种不同于寻常的行为。深入的分析表明，这种非常规的行为与该材料非中心对称的堆叠结构、强自旋轨道耦合以及微结构中的小角褶皱密切相关。该项研究对于人们深入了解这种自       组装重堆垛的单层材料的超导行为，以及将来在器件中的应用，都有着重要的意义。

该工作获得了国家自然科学基金委、中科院战略性先导科技专项（B类）和中科院青年创新促进会的支持。