本网讯（物质科学与信息技术研究院 王义炎）长期以来，二维超导和拓扑超导是广受人们关注的研究领域。二维超导性往往是在异质界面或原子级超薄材料中实现。近些年，随着拓扑材料的发展，研究人员在一些拓扑材料中也发现或诱导出了二维表面超导电性。在拓扑材料中寻找超导电性，对于实现拓扑超导以及理解拓扑态和超导态之间的相互作用有重要意义。
近日，我校物质科学与信息技术研究院王义炎副教授与合作者报道了BaMg2Bi2单晶中三维拓扑狄拉克态与表面超导的共存。第一性原理计算表明，BaMg2Bi2是一种理想的狄拉克材料，其中的狄拉克点非常接近于费米能级，且费米能级附近没有其他平庸能带的影响。研究团队基于生长的高质量单晶样品，克服材料对空气十分敏感等困难，在样品中观测到了4.77 K∼ 5.17 K的超导转变。各向异性的上临界场和角度依赖的磁阻测试揭示了超导态的二维特征，表明超导电性发生在样品表面而非体态。该项研究不仅为研究超导电性和拓扑狄拉克态之间的相互作用提供了一个合适的材料平台，也表明MgBi基材料可能是探索新型超导体的良好体系。
该工作以“Observation of Surface Superconductivity in a 3D Dirac Material”为题发表在材料领域著名期刊《Advanced Functional Materials》上。安徽大学王义炎副教授、中国科学技术大学孙学峰教授和中国人民大学夏天龙教授为该论文的共同通讯作者，安徽大学硕士研究生刘琪和中国人民大学副研究员郭朋杰为该论文的共同第一作者，安徽大学为第一单位。该工作得到了国家自然科学基金，安徽省自然科学基金，国家自然科学基金联合基金和国家重点研发计划的支持。
图. BaMg2Bi2的单晶样品，能带结构以及实验观测到的超导相变。