近日，理学院上海市高温超导重点实验室尹鑫茂教授及合作者在《ACS Nano》（中科院一区top期刊）上发表题为“Interfacial Polarons Driven by Charge Transfer In WSe₂/Cuprate Superconductor Systems”的研究成果。理学院博士研究生刘慧敏、刘熊芳，香港理工大学杨通博士为共同第一作者。新加披国立大学Tang Chi Sin博士，香港理工大学杨明教授和尹鑫茂教授为共同通讯作者。文章的合作者还有上海市高温超导重点实验室的蔡传兵教授、金腾宇博士、孙硕副教授等。上海大学物理系上海市高温超导重点实验室是论文的第一完成单位和通讯单位。
铜基超导从发现之日起就得到物理学界广泛关注以及产学研的持久重视投入,对高温超导的深入研究也被列为美国Science发布的 125个重大科学问题之一。理解其中掺杂铜氧（CuO₂）平面的电子特性不仅是凝聚态物理学的核心难题，更是破解高温超导机制的关键所在。特别是在赝能隙（pseudogap）相、电荷序（charge order）与超导态共存的复杂相图中，CuO₂面的载流子行为直接关联电子配对机理。近年来，随着异质结界面工程的突破，研究者发现超导界面处的电荷转移可诱导界面极化子，为调控超导特性提供新途径（如在FeSe/STO , FeSe/TiO2，Graphene/h-BN中实现界面增强超导）。然而，关于在铜基超导CuO2平面上电荷转移及极化子的研究仍然缺乏。
在这项工作中，尹鑫茂教授团队首次对基于铜基超导体的二维异质结材料的光学和电子性质进行了深入探讨。与在其他基底上的单层WSe2不同，最佳掺杂La1.85Sr0.15CuO4（WSe2/LSCO）上的单层WSe2呈现出独特的能带结构。通过高分辨率光谱椭圆偏振法和密度泛函理论计算，发现这种独特的电子结构是由铜基超导体的CuO2平面与WSe2之间的电荷转移所驱动的界面小极化子形成所致。此外，还观察到了LSCO衬底的结构相变会减少WSe2的电子-空穴（e−h）相互作用。这些发现激发未来对界面极化子如何影响铜基超导体超导性的研究，并强调了界面效应对WSe2薄膜电子结构的重要影响。为深入研究界面极化子与超导性的内在关系提供了一种独特的方法。
本工作得到国家自然科学基金项目(批准号: 12374378,52172271, 52307026)，国家重点研发计划项目(批准号:2022YFE03150200)，上海市科技创新计划项目(批准号:22511100200)，中国科学院战略重点研究计划项目(批准号:XDB25000000)的支持。近年来，其所在的上海市高温超导重点实验室在高温超导关键成材技术、超导量子磁通涡旋、超导量子约瑟夫森结型器件、非常规高温超导、强关联氧化物电子自旋和超导强电应用等方向上形成了很好的国际化研究氛围，实验室青年人才在量子功能材料与高温超导领域具有很好的国际影响力，近年来主办国内外学术会议或在重要学术会议上作大会报告20余次，主持或参与国家重点研发计划、中科院战略先导专项或上海市重大重点项目、国家标准等十多项。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c05277
