近日，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所與強(qiáng)磁場科學(xué)中心聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)在超高壓條件下首 次在一種新的材料——二硫化鉬（2H結(jié)構(gòu)過渡金屬二硫?qū)倩铮?H-MoS2）中觀測到了超導(dǎo)現(xiàn)象。

超導(dǎo)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(dāng)材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，它具有零電阻、完全抗磁性和超導(dǎo)隧道效應(yīng)等奇特的性能, 在電力輸運(yùn)、醫(yī)療器械磁體、微波器件以及磁懸浮列車等應(yīng)用方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。自從1911年荷蘭萊頓大學(xué)的H·卡默林·昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)汞在4.2K以下呈現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象后，因其誘人的應(yīng)用前景，使人們對(duì)新超導(dǎo)材料的開發(fā)一直孜孜以求，并成為材料物理領(lǐng)域的一個(gè)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(jié)構(gòu)，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，可以分為1T，1T′，Td，2H等多形體。實(shí)驗(yàn)研究業(yè)已表明：通過化學(xué)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(dǎo)出超導(dǎo)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(duì)于半導(dǎo)體2H-MoS2，雖然實(shí)驗(yàn)上證實(shí)通過化學(xué)插層和施加靜電場偏壓可以誘導(dǎo)出超導(dǎo)電性，但迄今還沒有壓力誘導(dǎo)超導(dǎo)電性出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

為此，中科院研究人員在自主搭建的高壓綜合測試平臺(tái)上，利用金剛石對(duì)頂砧產(chǎn)生的超高壓條件，通過低溫電輸運(yùn)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(dǎo)體，在130~220 GPa（接近地球外核壓力）壓力范圍內(nèi)，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變臨界溫度可高達(dá)12K，并通過密度泛函理論計(jì)算解釋了超導(dǎo)出現(xiàn)的微觀機(jī)制。

圖1. 光學(xué)顯微鏡下金剛石對(duì)頂砧高壓發(fā)生裝置中樣品和電極的標(biāo)準(zhǔn)四引線布局圖，其中圓形輪廓為金剛石的工作臺(tái)面，直徑為100微米。實(shí)驗(yàn)中，通過一對(duì)對(duì)頂?shù)慕饎偸瘮D壓樣品對(duì)樣品施加超高壓力。

圖2. 二硫化鉬的壓力-溫度相圖。 

申雨鉬業(yè)是全球重要的二硫化鉬廠家之一。公司作為國際礦業(yè)巨頭洛鉬集團(tuán)的子公司，依托優(yōu)質(zhì)鉬礦山和二硫化鉬工廠，在洛鉬集團(tuán)十?dāng)?shù)年二硫化鉬生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加以工藝和設(shè)備改進(jìn)，配合先進(jìn)的質(zhì)量關(guān)系體系，為客戶生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定可靠的二硫化鉬產(chǎn)品和服務(wù)。