Plasma-enhanced pulsed-laser deposition of single-crystalline Mo2C ultrathin superconducting films

材料科学 脉冲激光沉积 超导电性 制作 结晶学 纳米技术 凝聚态物理 机器学习 物理 薄膜 计算机科学 化学 医学 病理 替代医学
作者
Fan Zhang,Zhi Zhang,Huichao Wang,Cheuk Ho Chan,Ngai Yui Chan,Xin Xin Chen,Jiyan Dai
出处
期刊:Physical Review Materials [American Physical Society]
卷期号:1 (3) 被引量:68
标识
DOI:10.1103/physrevmaterials.1.034002
摘要

Transition-metal carbides (TMCs) possess many intriguing properties and inspiring application potentials, and recently the study of a two-dimensional form of TMCs has attracted great attention. Herein, we report successful fabrication of continuous $\mathrm{M}{\mathrm{o}}_{2}\mathrm{C}$ ultrathin single-crystalline films at $700{\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}}^{\ensuremath{\circ}}\mathrm{C}$ with an approach of plasma-enhanced pulsed-laser deposition. By sophisticated structural analyses, the $\mathrm{M}{\mathrm{o}}_{2}\mathrm{C}$ films are characterized as single crystal with a rarely reported face-centered cubic structure. In further electrical transport measurements, superconductivity observed in the $\mathrm{M}{\mathrm{o}}_{2}\mathrm{C}$ films demonstrates a typical two-dimensional feature, which is consistent with Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transitions. Besides, large upper critical magnetic fields are discovered in this system. Our work offers an approach to grow large-area and high-quality TMCs at relatively low temperatures. This study may stimulate more related investigations on the synthesis, characterizations, and applications of two-dimensional TMCs.
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