Thermodynamically guided synthesis of 3R-TaSe2 nanocrystals and their superconducting behavior

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Mahmoud M. Hammo - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • M. A.A. Mohamed - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Sohag University (Autor:in)
  • Esam K. Moustafa - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Daniel Wolf - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Samuel Froeschke - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Ammar Soliman - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Joseph Dufouleur - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Romain Giraud - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Spintec (Autor:in)
  • Bernd Büchner - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Michael Mertig - , Professur für Physikalische Chemie, insbesondere Mess- und Sensortechnik (gB/KSI) (PC6), Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg (Autor:in)
  • Silke Hampel - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)

Abstract

Two-dimensional (2D) TaSe2 has recently garnered significant attention due to its intrinsic physical properties, e.g., charge density wave (CDW) states, Mott insulator transitions, and superconductivity. In this study, we optimized the synthesis conditions for preparing highly crystalline 3R-TaSe2 using a chemical vapor transport (CVT) approach. We systematically investigated the influence of substrate type on the morphology of the resulting nanocrystals (NCs) and elucidated the underlying growth mechanisms. The NCs were grown on various substrates, including SiO2/Si, c-sapphire (0001), and mica, under optimal conditions. The deposited crystals were characterized using various techniques, including optical microscopy (OM), atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). In addition, magneto-transport measurements were carried out. Of particular interest, the prepared 3R-TaSe2 NCs showed a signature of CDWs at around 100 K and an onset of superconductivity below 2.2 K. Such highly crystalline NCs are interesting for fundamental research of properties such as CDW phenomena and superconductivity at the nanoscale. This work provides insights into substrate-mediated growth and paves the way for advancing the knowledge of 2D TaSe2 materials for potential applications in next-generation nanodevices.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)9273-9281
Seitenumfang9
FachzeitschriftNanoscale
Jahrgang18
Ausgabenummer17
PublikationsstatusVeröffentlicht - 7 Mai 2026
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

ASJC Scopus Sachgebiete