薛其坤研究团队在单层FeSe薄膜的高温超导机理研究方面取得进展

 

2012年单层FeSe/SrTiO3界面高温超导的发现为人们探索高温超导机理提供了新的思路和途径(Chin. Phys. Lett. 29, 037402 (2012)),引起了国际超导领域的极大关注,目前已成为高温超导一个新的研究方向。澄清其高温超导机理对探索新的具有更高超导转变温度Tc的超导材料具有重要的指导意义。

物理系低维量子物理国家重点实验室博士研究生丁浩(将到美国普林斯顿大学做博士后研究)在导师薛其坤的指导下,成功地利用分子束外延技术在锐钛矿TiO2(001)上制备了高质量的单层FeSe薄膜,并利用低温扫描隧道显微镜/谱单层FeSe/TiO2(001)的超导性质(下图)。通过直接与FeSe/SrTiO3(001)体系比较,他们最终确定了该体系高温超导电性发生的机理:界面电声子相互作用和电荷转移。同时,他们通过调节TiO2(001)表面的氧缺陷浓度排除了氧缺陷是电荷转移的主要来源。该研究成果对单层FeSe界面高温超导电性的物理机理提供了重要实验依据,对新型高温超导材料的发现具有重要的指导意义。

 

(a)单层FeSe/TiO2(001)结构示意图,(b)锐钛矿TiO2(001)和单层FeSe的原子分辨像,(c)单层FeSe薄膜上的扫描隧道谱

 

该研究结果以“High-temperature superconductivity in single-unit-cell FeSe films on anatase TiO2(001)”为题发表在2016年8月5日的《物理评论快报》(Physical Review Letters)。该工作得到了国家自然科学基金项目、科技部重大科学研究计划项目和清华大学自主科研计划的支持。

原文链接:http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.067001