FeSe基超导单晶与薄膜研究新进展:自旋向列序、电子相分离及高临界参数

FeSe基超导体的超导临界温度可大范围调控,物理现象丰富,是非常规超导机理研究的热点.由于较高的超导临界参数及易于加工等特点,FeSe基超导体在超导应用开发方面也日益受到重视.大尺寸高质量的单晶和薄膜形态的FeSe基超导材料,对于相关基础科学研究和应用开发都极为重要.作者近年来先后开发和发明了水热离子交换(ion-exchange)、离子脱插(ion-deintercalation)、基底辅助水热外延生长方法,成功解决了二元FeSe和插层(Li,Fe)OHFeSe超导体高质量单晶和薄膜的生长和物性调控难题.进而在相关物理问题的研究中取得新进展,包括发现二元FeSe中自旋向列序与超导电性密切相关,观测到(Li,Fe)OHFeSe中的电子相分离现象.此外,(Li,Fe)OHFeSe超导薄膜呈现很高的超导临界电流密度和上临界磁场,其应用前景值得关注.

铁硒基超导研究新进展:高质量(Li,Fe)OHFeSe单晶薄膜

单晶薄膜形态的高温超导材料对于相关基础科学研究和应用开发都极为重要.多带的铁基高温超导体往往呈现丰富的物理现象,并具有较高的超导临界参数.特别是近年发现的插层(Li,Fe)OHFeSe超导体,无论对高温超导机理还是应用研究而言,都日益受到重视,已成为铁基家族中重要的典型材料.但是,该化合物含有OH键,加热易分解.因此,现有的常规高温成膜技术均不适用于生长该薄膜材料.为解决这一生长难题,我们最近发明了基体辅助水热外延生长法,实现了超导薄膜制备技术上的突破.本文简要介绍用此软化学成膜技术首次成功制备出(Li,Fe)OHFeSe单晶薄膜.该薄膜材料具有优良的结晶质量和较高的超导临界参数,特别是其高的临界电流密度和上临界场对应用开发有实际价值.因此,(Li,Fe)OHFeSe超导单晶薄膜的成功合成,为机理研究和应用开发分别提供了重要的实验载体和备选材料.另外,该薄膜技术也有望应用于其他功能材料的探索与合成,尤其是对常规手段难以获取的材料更具重大价值.

创新电场调控方法探索新型超导材料

利用离子液体作为电介质进行电场调控物性的研究是凝聚态物理领域的热点,具有干净且平整表面的层状化合物是此类研究的对象。在国家自然科学基金(11704403)、国家重点研发计划项目(2016YFA0401000、2016YFA0300604)、中国科学院B类先导专项(XDB07020100)等项目的支持下,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室SC10组张帅副研究员在课题组长陈根富研究员的指导下,开展了层状氮化物MNCI的电场调控研究,实现了电场诱导的稳态超导电性,并对其机制进行了全面和深入的研究。