材料科学研究突破 - 日本理化学研究所研究发现，通过在二硫化钼原子层间插入适量钾离子，可使其从半导体转变为金属、超导体或绝缘体 [1] - 使用特制晶体管器件调整电子特性，可使同一层状材料呈现超导、金属、半导体或绝缘等不同状态 [1] - 该研究成果已发表在《纳米快报》杂志上 [1] 二硫化钼相变特性 - 二硫化钼可分离为极薄晶体，含钼原子层夹在硫原子之间，存在2H（半导体）和1T（金属）两种相态 [3] - 通过场效应晶体管精确控制钾离子注入量，当每五个钼原子对应两个钾离子时，材料相态从2H突变为1T [3] - 2H相二硫化钼在下一代半导体器件中具有重要应用前景 [3] 超导现象发现 - 在1T相中注入适量钾并将样品冷却至-268℃时，首次观察到该相的超导现象 [3] - 此现象与先前在2H相观察到的超导发生在不同温度，属意外发现 [3] - 当钾离子浓度降低且温度设为-193℃时，材料会从金属转变为绝缘体 [4] 研究方法与应用前景 - 钾离子注入法已开发十年，能有效控制二维材料的结构和性质 [4] - 该方法不仅有助于探索超导体新特性，还可用于发现新型超导体 [4] - 研究成果为材料科学领域提供了新的相变控制手段 [3][4]