Superconductivity in Potassium-Doped Metallic Polymorphs of MoS2

Nano Letters

Volumn 16, Issue 1, 2016, Pages 629-636

  Zhang, Renyan ^a   Tsai, I Ling ^a   Chapman, James ^a   Khestanova, Ekaterina ^a   Waters, John ^b   Grigorieva, Irina V ^a  

^a School of Physics and Astronomy   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF MANCHESTER   (United Kingdom)

Author keywords

alkali metal intercalation; metallic 1T phase; molybdenum disulfide; Superconductivity; transition metal dichalcogenides

Indexed keywords

CHARGE DENSITY; CHARGE DENSITY WAVES; ELECTRIC FIELDS; ELECTRONIC PROPERTIES; MOLYBDENUM COMPOUNDS; POTASSIUM; SUPERCONDUCTING MATERIALS; SUPERCONDUCTIVITY; TRANSITION METALS;

CRITICAL TEMPERATURES; INTRINSIC SPIN-ORBIT COUPLINGS; LAYERED TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES; MOLYBDENUM DISULFIDE; STRUCTURAL AND SUPERCONDUCTING PHASE TRANSITIONS; SUPERCONDUCTING TRANSITIONS; T-PHASE; TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES;

METALS;

CHALCOGEN; DISULFIDE; MOLYBDENUM; MOLYBDENUM DISULFIDE; NANOMATERIAL; POTASSIUM;

CATALYSIS; CHEMISTRY; ELECTRIC CONDUCTIVITY; TEMPERATURE;

CATALYSIS; CHALCOGENS; DISULFIDES; ELECTRIC CONDUCTIVITY; MOLYBDENUM; NANOSTRUCTURES; POTASSIUM; TEMPERATURE;

EID: 84958012643     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04361     Document Type: Article

References (56)

1. Xi, X.; Zhao, L.; Wang, Z.; Berger, H.; Forró, L.; Shan, J.; Mak, K. F. Nature Nanotechnol. 2015, 10, 765-770 10.1038/nnano.2015.143
2. Cao, Y.; Mishchenko, A.; Yu, G. L.; Khestanova, E.; Rooney, A. P.; Prestat, E.; Kretinin, A. V.; Blake, P.; Shalom, M. B.; Woods, C.; Chapman, J.; Balakrishnan, G.; Grigorieva, I. V.; Novoselov, K. S.; Piot, B. A.; Potemski, M.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Haigh, S. J.; Geim, A. K.; Gorbachev, R. V. Nano Lett. 2015, 15, 4914-4921 10.1021/acs.nanolett.5b00648
3. Staley, N. E.; Wu, J.; Eklund, P.; Liu, Y.; Li, L.; Xu, Z. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009, 80 (18) 184505 10.1103/PhysRevB.80.184505
4. Ge, J. F.; Liu, Z. L.; Liu, C.; Gao, C. L.; Qian, D.; Xue, Q. K.; Liu, Y.; Jia, J. F. Nature Mater. 2014, 14, 285-289 10.1038/nmat4153
5. Friend, R. H.; Yoffe, A. D. Adv. Phys. 1987, 36 (1) 1-94 10.1080/00018738700101951
6. Weller, T. E.; Ellerby, M.; Saxena, S. S.; Smith, R. P.; Skipper, N. T. Nature Phys. 2005, 1, 39-41 10.1038/nphys0010
7. Wray, L. A.; Xu, S. Y.; Xia, Y.; San Hor, Y.; Qian, D.; Fedorov, A. V.; Lin, H.; Bansil, A.; Cava, R. J.; Hasan, M. Z. Nature Phys. 2010, 6 (11) 855-859 10.1038/nphys1762
8. Burrard-Lucas, M.; Free, D. G.; Sedlmaier, S. J.; Wright, J. D.; Cassidy, S. J.; Hara, Y.; Corkett, A. J.; Lancaster, T.; Baker, P. J.; Blundell, S. J.; Clarke, S. J. Nature Mater. 2012, 12 (1) 15-19 10.1038/nmat3464
9. Ye, J. T.; Zhang, Y. J.; Akashi, R.; Bahramy, M. S.; Arita, R.; Iwasa, Y. Science 2012, 338 (6111) 1193-1196 10.1126/science.1228006
10. Taniguchi, K.; Matsumoto, A.; Shimotani, H.; Takagi, H. Appl. Phys. Lett. 2012, 101 (4) 042603 10.1063/1.4740268
11. Jo, S.; Costanzo, D.; Berger, H.; Morpurgo, A. F. Nano Lett. 2015, 15 (2) 1197-1202 10.1021/nl504314c
12. Yu, Y.; Yang, F.; Lu, X. F.; Yan, Y. J.; Cho, Y. H.; Ma, L.; Niu, X.; Kim, S.; Son, Y. W.; Feng, D.; Li, S.; Cheong, S. W.; Chen, X. H.; Zhang, Y. Nature Nanotechnol. 2015, 10 (3) 270-276 10.1038/nnano.2014.323
13. Chi, Z.; Yen, F.; Peng, F.; Zhu, J.; Zhang, Y.; Chen, X.; Yang, Z.; Liu, X.; Ma, Y.; Zhao, Y.; Kagayama, T.; Iwasa, Y. (2015, arXiv:1503.05331 [cond-mat.supr-con].
14. Pan, X. C.; Chen, X.; Liu, H.; Feng, Y.; Wei, Z.; Zhou, Y.; Chi, Z.; Pi, L.; Yen, F.; Song, F.; Wan, X.; Yang, Z.; Wang, B.; Wang, G.; Zhang, Y. Nature Commun. 2015, 6, 7805 10.1038/ncomms8805
15. Sipos, B.; Kusmartseva, A. F.; Akrap, A.; Berger, H.; Forró, L.; Tutiš, E. Nature Mater. 2008, 7 (12) 960-965 10.1038/nmat2318
16. Kusmartseva, A. F.; Sipos, B.; Berger, H.; Forró, L.; Tutiš, E. Phys. Rev. Lett. 2009, 103 (23) 236401 10.1103/PhysRevLett.103.236401
17. Somoano, R. B.; Rembaum, A. Phys. Rev. Lett. 1971, 27 (7) 402 10.1103/PhysRevLett.27.402
18. Somoano, R. B.; Hadek, V.; Rembaum, A. J. Chem. Phys. 1973, 58 (2) 697-701 10.1063/1.1679256
19. Somoano, R. B.; Hadek, V.; Rembaum, A.; Samson, S.; Woollam, J. J. Chem. Phys. 1975, 62 (3) 1068-1073 10.1063/1.430548
20. Woollam, J. A.; Somoano, R. B. Phys. Rev. B 1976, 13 (9) 3843 10.1103/PhysRevB.13.3843
21. Wilson, J. A.; Di Salvo, F. J.; Mahajan, S. Adv. Phys. 1975, 24 (2) 117-201 10.1080/00018737500101391
22. Morosan, E.; Zandbergen, H. W.; Dennis, B. S.; Bos, J. W. G.; Onose, Y.; Klimczuk, T.; Ramirez, A. P.; Ong, N. P.; Cava, R. J. Nature Phys. 2006, 2 (8) 544-550 10.1038/nphys360
23. Joe, Y. I.; Chen, X. M.; Ghaemi, P.; Finkelstein, K. D.; de La Peña, G. A.; Gan, Y.; Lee, J. C.; Yuan, S.; Geck, J.; MacDougail, G. J.; Chiang, T. C.; Cooper, S. L.; Fradkin, E.; Abbamonte, P. Nature Phys. 2014, 10 (6) 421-425 10.1038/nphys2935
24. Calandra, M.; Mauri, F. Phys. Rev. Lett. 2011, 106 (19) 196406 10.1103/PhysRevLett.106.196406
25. Ang, R.; Tanaka, Y.; Ieki, E.; Nakayama, K.; Sato, T.; Li, L. J.; Lu, W. J.; Sun, Y. P.; Takahashi, T. Phys. Rev. Lett. 2012, 109 (17) 176403 10.1103/PhysRevLett.109.176403
26. Rösner, M.; Haas, S.; Wehling, T. O. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2014, 90 (24) 245105 10.1103/PhysRevB.90.245105
27. Roldán, R.; Cappelluti, E.; Guinea, F. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2013, 88 (5) 054515 10.1103/PhysRevB.88.054515
28. Yuan, N. F. Q.; Mak, K. F.; Law, K. Phys. Rev. Lett. 2014, 113 (9) 097001 10.1103/PhysRevLett.113.097001
29. Wypych, F.; Schöllhorn, R. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1992, 19, 1386-1388 10.1039/c39920001386
30. Lin, Y. C.; Dumcenco, D. O.; Huang, Y. S.; Suenaga, K. Nature Nanotechnol. 2014, 9 (5) 391-396 10.1038/nnano.2014.64
31. Duerloo, K. A. N.; Li, Y.; Reed, E. J. Nature Commun. 2014, 5, 4214 10.1038/ncomms5214
32. Eda, G.; Fujita, T.; Yamaguchi, H.; Voiry, D.; Chen, M.; Chhowalla, M. ACS Nano 2012, 6 (8) 7311-7317 10.1021/nn302422x
33. Chhowalla, M.; Shin, H. S.; Eda, G.; Li, L. J.; Loh, K. P.; Zhang, H. Nature Chem. 2013, 5 (4) 263-275 10.1038/nchem.1589
34. Cheng, Y.; Nie, A.; Zhang, Q.; Gan, L. Y.; Shahbazian-Yassar, R.; Schwingenschlogl, U. ACS Nano 2014, 8 (11) 11447-11453 10.1021/nn505668c
35. Kappera, R.; Voiry, D.; Yalcin, S. E.; Branch, B.; Gupta, G.; Mohite, A. D.; Chhowalla, M. Nature Mater. 2014, 13 (12) 1128-1134 10.1038/nmat4080
36. Voiry, D.; Goswami, A.; Kappera, R.; e Silva, C. D. C. C.; Kaplan, D.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Chhowalla, M. Nature Chem. 2014, 7 (1) 45-49 10.1038/nchem.2108
37. Py, M. A.; Haering, R. R. Can. J. Phys. 1983, 61 (1) 76-84 10.1139/p83-013
38. Acerce, M.; Voiry, D.; Chhowalla, M. Nature Nanotechnol. 2015, 10 (4) 313-318 10.1038/nnano.2015.40
39. Wang, X.; Shen, X.; Wang, Z.; Yu, R.; Chen, L. ACS Nano 2014, 8 (11) 11394-11400 10.1021/nn505501v
40. Gao, P.; Wang, L.; Zhang, Y.; Huang, Y.; Liu, K. ACS Nano 2015, 9, 11296 10.1021/acsnano.5b04950
41. Enyashin, A. N.; Yadgarov, L.; Houben, L.; Popov, I.; Weidenbach, M.; Tenne, R.; Bar-Sadan, M.; Seifert, G. J. Phys. Chem. C 2011, 115 (50) 24586-24591 10.1021/jp2076325
42. Kang, Y.; Najmaei, S.; Liu, Z.; Bao, Y.; Wang, Y.; Zhu, X.; Halas, N. J.; Nordlander, P.; Ajayan, P. M.; Lou, J.; Fang, Z. Adv. Mater. 2014, 26 (37) 6467-6471 10.1002/adma.201401802
43. Kan, M.; Wang, J. Y.; Li, X. W.; Zhang, S. H.; Li, Y. W.; Kawazoe, Y.; Sun, Q.; Jena, P. J. Phys. Chem. C 2014, 118 (3) 1515-1522 10.1021/jp4076355
44. Eda, G.; Yamaguchi, H.; Voiry, D.; Fujita, T.; Chen, M.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2011, 11 (12) 5111-5116 10.1021/nl201874w
45. Wang, H.; Lu, Z.; Xu, S.; Kong, D.; Cha, J. J.; Zheng, G.; Hsu, P. C.; Yan, K.; Bradshaw, D.; Prinz, F. B.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110 (49) 19701-19706 10.1073/pnas.1316792110
46. Catterall, R.; Mott, N. F. Adv. Phys. 1969, 18 (76) 665-680 10.1080/00018736900101377
47. Wagner, C. D. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy: A Reference Book of Standand Data for Use in X-ray Photoelectron Spectroscopy; Perkin-Elmer Corp.: Waltham, MA, 1979.
48. Kertesz, M.; Hoffmann, R. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106 (12) 3453-3460 10.1021/ja00324a012
49. Wang, L.; Xu, Z.; Wang, W.; Bai, X. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136 (18) 6693-6697 10.1021/ja501686w
50. Woollam, J. A.; Somoano, R. B.; O'Connor, P. Phys. Rev. Lett. 1974, 32 (13) 712 10.1103/PhysRevLett.32.712
51. Rocquefelte, X.; Boucher, F.; Gressier, P.; Ouvrard, G.; Blaha, P.; Schwarz, K. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2000, 62 (4) 2397 10.1103/PhysRevB.62.2397
52. Takai, K.; Eto, S.; Inaguma, M.; Enoki, T.; Ogata, H.; Tokita, M.; Watanabe, J. Phys. Rev. Lett. 2007, 98 (1) 017203 10.1103/PhysRevLett.98.017203
53. Klemm, R. A. Layered Superconductors; Oxford University Press: New York, 2012; Vol. 1, Chapter 7.
54. Tinkham, M. Phys. Rev. 1963, 129 (6) 2413-2422 10.1103/PhysRev.129.2413
55. Woollam, J. A.; Somoano, R. B. Mater. Sci. Eng. 1977, 31, 289-295 10.1016/0025-5416(77)90048-9
56. Nayak, A. P.; Bhattacharyya, S.; Zhu, J.; Liu, J.; Wu, X.; Pandey, T.; Jin, C.; Singh, A. K.; Akinwande, D.; Lin, J. F. Nature Commun. 2014, 5, 3731 10.1038/ncomms4731