新界面超导体系的探索
批准号:
11774193
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
王立莉
依托单位:
学科分类:
A2008.超导与超流
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
武睿、刘充、廖孟涵
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中文摘要
外延于SrTiO3衬底上单层FeSe薄膜具有十倍于体态值的超导能隙这一实验发现引发了国内外对界面超导的研究热情。本项目将利用分子束外延生长技术制备原子级厚度超导薄膜,构建导电/半导体(氧化物)异质界面;结合低温强磁场扫描隧道谱与输运测量,研究尺寸效应、界面效应对超导性质的影响,探索新的界面增强超导体系。进一步,利用表面掺杂、替位掺杂以及场效应调节等手段实现载流子浓度调控,获得超导转变温度对掺杂浓度的相图;研究各类超导薄膜中磁性原子和非磁性原子杂质态和磁通中心的准粒子态,探索杂质对超导的影响,揭示超导电子配对的对称性和配对机制。对比不同界面体系及体相超导性质的异同,探索导致界面增强超导的关键因素。这一研究项目旨在发现新的界面超导体系,积累更多界面超导实例及更深入理解增强超导特性的关键因素。这一项目的顺利开展将对理解高温超导机理以及发现更高转变温度的超导材料都具有重要意义。
英文摘要
The discovery of high-temperature superconductivity with a superconducting gap of ∼20 meV in single unit cell FeSe on SrTiO3 substrates has stimulated tremendous interest in the superconductivity community, for it opens a new avenue for both raising superconducting transition temperature and understanding the pairing mechanism of unconventional high temperature superconductivity. In this project, we plan to prepare ultrathin superconducting films on semiconductor/oxide substrates by molecular beam epitaxial growth and study the superconductivity properties therein by combining in-situ scanning tunneling spectroscopy and transport measurement. This aims to find new interface superconductivity. We will also modulate the doping level by surface doping, substitution and electric field effect to figure out the doping level dependence of superconductivity. Furthermore, we will study the impurity states induced by magnetic and non-magnetic atoms and bound states at the center of a vortex to check the pairing symmetry. Based on the above experimental study and the comparison with bulk superconductivity, we expect to deepen our understanding on interface superconductivity and figure out the key factors for enhancing superconductivity. This project may shed light on understanding the unconventional superconductivity in cuprate and iron-based superconductors, both of which exhibit sandwiched structures consisting of alternative superconducting layers and charge reservoir layers, and searching for new high temperature superconductors.
在本项目执行过程中,按照申请书中研究计划进行了超导层/氧化物界面超导探索工作。发现了FeSe/MgO和FeSe/NdGaO3界面增强超导体系。我们还利用SrTiO3衬底模板作用获得了四方相CoSe和CoSb薄膜,结合谱学和抗磁性测试表明CoSb/SrTiO3可能是新的超导体系。进一步研究了FeSe/SrTiO3界面增强超导机制,发现了超导能隙与界面氧空位浓度正相关关系。发展了SrTiO3双晶衬底处理技术和利用放电等离子烧结技术快速制备硒化铁/氧化物混合多晶材料的方法。以上相关工作为理解界面高温超导机制和探索更多界面超导体系提供了丰富的实验依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Signature of Superconductivity in Orthorhombic CoSb Monolayer Films on SrTiO3(001)
SrTiO3(001) 上正交 CoSb 单层薄膜的超导特征
DOI:10.1021/acsnano.9b04223
发表时间:2019
期刊:ACS Nano
影响因子:17.1
作者:Cui Ding;Guanming Gong;Yanzhao Liu;Fawei Zheng;Zhiyu Zhang;Haohao Yang;Zhe Li;Ying Xing;Jun Ge;Ke He;Wei Li;Ping Zhang;Jian Wang;Lili Wang;Qi-Kun Xue
通讯作者:Qi-Kun Xue
Preparation of SrTiO3 bicrystal substrates with atomic-level controlled boundaries for Josephson junction fabrication
用于约瑟夫森结制造的具有原子级控制边界的 SrTiO3 双晶衬底的制备
DOI:10.1103/physrevmaterials.4.050401
发表时间:2020
期刊:Physical Review Materials
影响因子:3.4
作者:Ding Cui;Gong Guanming;Liu Chong;Yang Haohao;Dong Wenfeng;Zhang Zhiyu;Li Yuanzhao;Wang Lili;Xue Qi-Kun
通讯作者:Xue Qi-Kun
Anti-PbO-type CoSe film: a possible analog to FeSe superconductors
反 PbO 型 CoSe 薄膜:可能类似于 FeSe 超导体
DOI:10.1088/1361-6668/aae146
发表时间:2018-10
期刊:Superconductor Science and Technology
影响因子:3.6
作者:Liu Chong;Zheng Fawei;Shen Lei;Liao Menghan;Wu Rui;Gong Guanming;Ding Cui;Yang Haohao;Li Wei;Song Can-Li;He Ke;Ma Xu-Cun;Zhang Ding;Yang Lexian;Zhang Ping;Wang Lili;Xue Qi-Kun
通讯作者:Xue Qi-Kun
Asymmetrically optimized structure in a high-T-c single unit-cell FeSe superconductor
高 T-c 单胞 FeSe 超导体的不对称优化结构
DOI:10.1088/1361-648x/aaf2d9
发表时间:2019
期刊:Journal of Physics: Condensed Matter
影响因子:--
作者:Fukaya Yuki;Zhou Guanyu;Zheng Fawei;Zhang Ping;Wang Lili;Xue Qi-Kun;Shamoto Shin-ichi
通讯作者:Shamoto Shin-ichi
DOI:10.1103/physrevmaterials.2.094001
发表时间:2018
期刊:Physical Review Materials
影响因子:3.4
作者:Liu Chong;Lian Chao-Sheng;Liao Meng-Han;Wang Yang;Zhong Yong;Ding Cui;Li Wei;Song Can-Li;He Ke;Ma Xu-Cun;Duan Wenhui;Zhang Ding;Xu Yong;Wang Lili;Xue Qi-Kun
通讯作者:Xue Qi-Kun
FeAs和NiAs超导层的界面调控研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63万元
- 批准年份:2020
- 负责人:王立莉
- 依托单位:
FeSe/SrTiO3界面超导的调控研究
- 批准号:11574174
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:73.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:王立莉
- 依托单位:
国内基金
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