近日，物理学系郑飞鹏副教授课题组在二维材料层间耦合效应方面取得重要研究进展。团队通过第一性原理计算，揭示了层间耦合在少层CoTe2的晶格稳定性、费米面结构及电声耦合性质演化中的关键作用。研究成果以“Interlayer coupling driven stabilization and superconductivity in bilayer CoTe2”为题，发表在凝聚态物理权威期刊Physical Review B。本科生陈文平和研究生张梓芸为论文共同第一作者，郑飞鹏副教授为唯一通讯作者。
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过渡金属二硫族化合物因其丰富的层间相互作用、晶格稳定性调控以及新颖量子相的涌现，一直是二维材料研究中的重要体系。近年来，随着对范德华材料层间耦合机制认识的不断深入，如何利用层间作用同时调控结构稳定性与超导等量子性质，成为理论和实验共同关注的前沿问题。因此，从第一性原理角度系统研究少层过渡金属二硫族化合物中的层间耦合效应，具有重要的科学意义。该工作以少层六方CoTe2为研究对象，系统考察了单层与双层体系的电子结构、晶格动力学以及电声耦合性质。研究发现，单层CoTe2在低温下存在明显的动力学不稳定性，而层间耦合能够有效稳定双层晶体结构，并在考虑自旋轨道耦合后诱导出声子介导的超导态，其临界温度约为4.7 K。进一步分析表明，这种结构稳定与超导增强主要来源于层间耦合引起的Te-pz轨道电荷重分布，以及由此导致的费米面和电声耦合的改变。最后，研究指出自旋轨道耦合会削弱双层CoTe2的电声耦合强度及其超导性。
该工作得到国家自然科学基金、广东省基础研究与应用基础研究面上项目、广州市基础与应用基础项目以及暨南大学“国家大学生创新创业训练计划”项目的资助。
论文链接https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/l89c-t2s4
图文：陈文平
校对：杨嘉琳
编辑：叶翠瑶
初审：肖艳芳
复审：孙玉环
终审：黄 睿