用随机矩阵理论研究金属纳米粒子的超导电性

用随机矩阵理论研究了金属纳米粒子的超导电性,较容易地揭示了金属纳米粒子的超导增强和减弱效应,得到了纳米粒子的自旋配位对其超导性有重要影响,还得到外磁场对自旋S>0的态可产生增强效应。

金属小粒子超导电性研究

用统计系综理论对遵从高斯正交系综的所有金属小粒子的不同自旋态SZ =0 ,1/ 2 ,1,3/ 2 ,2 ,5 / 2…进行了研究 .发现以上各态均存在临界能间距dc/△ (0 ) =13 .81,1.85 ,0 .81,0 .5 0 ,0 .36 ,0 .2 8… .随着粒子尺寸的减小 ,其超导电性终究会消失 ;金属小粒子的自旋态越高 ,临界能间距dc 越小 .对自旋SZ =0的态 ,确实存在超导增强效应 .

单层FeSe薄膜/氧化物界面高温超导

单层FeSe/SrTiO_3界面增强超导的发现为理解高温超导机理提供了一个新的途径,也为实现新的高温超导体开拓了新思路.本文通过在SrTiO_3(001)表面高温沉积Mg进而沉积单层FeSe薄膜,制备出了FeSe/MgO双层/SrTiO_3异质结.利用扫描隧道显微镜研究了异质结的电学及超导特性,观测到约14-15 meV的超导能隙,比体相FeSe超导能隙值增大了5—6倍,与K掺杂双层FeSe/SrTiO_3的超导能隙值相当.这一结果可理解为能带弯曲造成的界面电荷转移和界面处电声耦合共同作用导致的超导增强.FeSe/MgO界面是继FeSe/TiO_2之后的一个新界面超导体系,为研究界面高温超导机理提供了新载体.

FeSe/SrTiO_(3)高温超导体中的电子条纹相

单层FeSe/SrTiO_(3)中的界面超导增强是近年来高温超导领域的重要发现.该体系中SrTiO_(3)衬底对FeSe的超导增强机制已被广泛研究,其调控作用主要表现为两个方面:电荷掺杂和界面电声耦合.然而,关于FeSe薄膜本身的电子特性研究还不够充分.本文介绍该体系超导增强机制的新进展:FeSe薄膜中的电子条纹相及其与超导的关联.通过扫描隧道显微镜结合分子束外延生长技术,对不同厚度的FeSe薄膜进行了系统研究.我们发现FeSe薄膜中电子倾向于排成条纹状结构,并观测到该条纹相随层厚变化显现出从短程到长程的演化.条纹相是一种电子液晶态,它源于薄层FeSe中被增强的电子关联作用.表面电子掺杂一方面会减弱FeSe薄膜中的电子关联作用,逐渐抑制条纹相;另一方面会诱导超导相变,而剩余的条纹相涨落会对超导电性带来额外增强.我们的结果加深了对低维界面超导体系的认识,也揭示了FeSe薄膜本征的特异性,完善了对FeSe/SrTiO_(3)超导增强机制的理解.

新型高分辨率电子能量损失谱仪与表面元激发研究

高分辨率电子能量损失谱仪利用单色平行电子束入射样品表面,与表面吸附基团的化学键振动、表面声子、电子及其集体激发模式等相互作用而被散射,通过分析散射电子的能量和动量,可以测量表面化学键、晶格动力学、电子态占据以及表面等离激元等的精确信息,是表面科学研究的有力工具.最近,能够对电子能量、动量做二维成像探测分析的半球形电子能量分析器被引入电子能量损失谱仪,实现了高能量、动量分辨率的高效率测量.在对FeSe/SrTiO_3界面超导增强物理机制的研究中,不同厚度的FeSe膜表面的电子能量损失谱表明衬底光学声子产生的偶极电场能够穿透到薄膜内部,诱导较强的电子-声子耦合作用,从而增强薄膜中电子的配对作用,进而使超导转变温度显著提高.三维拓扑绝缘体Bi_2Se_3表面大动量范围的电子能量损失谱还显示出一支奇异的电子集体激发模式,其色散特征不受晶格周期性的限制,而且其寿命和强度几乎不随动量的增加而衰减.这说明在拓扑绝缘体表面,不仅是狄拉克电子态本身,其集体激发也受到拓扑保护.充分发挥新型电子能量损失谱仪观测表面元激发分辨率高、动态范围大的优势,将有力地推动表面界面凝聚态物理问题研究的深入和发展.

电子掺杂下FeSe二维性的增强

本文利用离子液体调控对FeSe薄膜进行电子掺杂,研究了超导增强过程中FeSe超导涨落行为的演化.顺电导分析表明,随着温度降低,超导涨落维度从二维过渡到三维;并且,随着电子掺杂,三维涨落的温度区间逐渐减小,这表明FeSe层间耦合强度逐渐减弱,体系二维性增强.FeSe调控后的高T_(c)态与插层FeSe基材料不仅具有相近的T_(c)(~40 K),并且都表现出较强的二维性,这暗示着二维性的增强对于FeSe超导的增强起着重要作用.