“无限层”铜氧化物薄膜与人工层状高温超导薄膜的制备及其原位超高真空变温四探针SPM研究

本课题利用激光分子束外延技术制备电子型与空穴型掺杂的"无限层"铜氧化合物薄膜；利用逐层生长技术，将单层薄膜的厚度及平整度控制在原子量级的水平上，逐层外延并重复"无限层"和电荷库层，制备人工层状高温超导薄膜。同时，利用STM、AFM、SEM和TEM等表面分析工具对相关薄膜的结构和性能进行表征。特别是，利用原位超高真空变温四探针STM测量低温外磁场下的准粒子隧道谱，体材料的R-T曲线、I-V特性曲线、霍尔效应以及磁电阻效应等输运性质。研究配对态的对称性和赝隙行为等与高温超导机理密切相关的一些基本问题，揭示体系的晶体结构、金属原子的氧化状态、电荷转移、表面及界面效应等对超导电性影响的物理机制。上述研究内容对于理解高温超导体CuO2面的输运特性特别是只含单层CuO2面的人工层状超薄膜的表面超导电性，探索控制层状铜氧化物高温超导体系载流子数的有效方法，进而开发更高Tc的新超导体具有重要的学术意义。