突破认知：揭示少层 NbSe2中涡旋珍珠长度的反常厚度依赖奥秘

在凝聚态物理及非常规超导体研究中，为探究超导序本质，研究人员以 NbSe2为对象开展其涡旋珍珠长度（Λ）与厚度关系的研究。发现 N＞10 时，Λ∝1/d ；N=3 - 6 层时，Λ 出现反常。这为理解超导特性提供新视角12。

　　在凝聚态物理的奇妙世界里，超导现象一直是科学家们热衷探索的神秘领域。超导体中多种有序态的共存现象普遍存在，而超导序的本质却如同隐藏在迷雾中的宝藏，难以捉摸。对于薄膜超导体来说，涡旋的磁分布特征 —— 珍珠长度（Λ），本应与薄膜厚度（d）成反比，就像按照既定规则运行的齿轮，稳定而有序。但在实际研究中，科学家们发现，这个规则似乎并不总是适用，许多实验结果与预期背道而驰，这让超导序的研究陷入了困境。为了揭开超导序的神秘面纱，来自以色列希伯来大学等多个研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们将目光聚焦在一种名为二硒化铌（NbSe₂）的层状超导体上，试图通过研究其涡旋的磁特性，找到解决问题的关键。最终，他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为超导领域的研究带来了新的曙光。

研究人员采用了扫描式超导量子干涉仪（SQUID-on-tip）显微镜技术，这种技术就像是给微观世界装上了一个超级放大镜，能够让研究人员清晰地观察到 NbSe₂薄片中涡旋的磁信号变化。他们制备了厚度从 3 层到 53 层不等的 NbSe₂薄片，并对这些薄片进行了全方位的 “体检”，包括确定薄片的厚度、检查表面是否有污染等。

研究结果：

1. 厚度测量与样品表征：通过机械剥离法获得不同厚度的 NbSe₂薄片，利用扫描透射电子显微镜（STEM）和原子力显微镜（AFM）测量薄片厚度，能量色散 X 射线光谱（EDS）分析显示样品表面无污染。这一步骤为后续精确测量和分析奠定了基础。
2. 珍珠长度的测量方法：研究人员巧妙地将 SQUID-on-tip 显微镜与音叉耦合，通过测量磁场梯度来提取珍珠长度。这种方法就像是在微观世界中搭建了一个精密的测量平台，即使珍珠长度远超薄片尺寸，也能准确测量，误差极小。
3. 珍珠长度与厚度的关系：当薄片层数 N≥10 时，珍珠长度 Λ 与厚度 d 呈现出预期的 1/d 依赖关系，这就像是找到了超导世界里的一条 “常规道路”。然而，当 N=6 时，Λ 却出现了急剧增加，比预期值大了三倍，并且在 N=3 - 6 层时，Λ 惊人地保持恒定。这一结果打破了原有的认知，就像在平静的超导研究湖面投下了一颗重磅炸弹。

研究结论与讨论：
研究人员认为，这种珍珠长度的反常行为表明，在 NbSe₂薄片中存在着表面超导和体超导之间的竞争。在 N＞6 时，两种超导有序参数共存；而当 N≤6 时，体超导消失，只剩下表面超导。这种现象可以用双分量 Ginzburg-Landau 描述来解释，该理论模型就像是一把钥匙，打开了理解超导现象的新大门。同时，研究还发现，这种超流体密度的转变在以往的输运或隧道实验中从未被观察到，可能是中间温度区域特有的现象。这一研究不仅为理解 NbSe₂的超导特性提供了重要线索，还为检测表面超导和体超导的同时抑制提供了有力的实验方法。此外，珍珠长度测量作为一种灵敏的工具，在研究薄膜超导性质方面具有广阔的应用前景，有助于推动超导领域在不同实验条件下的深入研究，为未来超导技术的发展奠定了坚实的理论基础。