最近,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周兴江研究组,赵林副研究员(青促会会员),利用自主研制的分子束外延与角分辨光电子能谱联合系统,自行生产了高质量的单层FeSe/ SrTiO3薄膜并观察到了高达83K的超导配对的谱学证据,表明单层FeSe/ SrTiO3薄膜可能存在液氮温区超导。相关研究结果以“Spectroscopic evidence of superconductivity pairing at 83 K in single-layer FeSe/SrTiO3 films”为题发表在近期的Nature Communications上。 电子配对和库珀对长程相干是材料进入超导态的两个必不可少的前提条件。在传统超导体中,电子配对与长程相干在相同的温度下发生,相应的能隙打开温度与超导临界温度一致。但是在超流密度较低的二维性材料铜基高温超导体中,电子配对温度可能会高于相干温度,产生预配对的行为,从而导致赝能隙的形成,这通常被认为与超导涨落相对应。在铁基高温超导体中,是否存在类似预配对以及赝能隙的行为还没有形成共识,相关的研究报道很少。 赵林等人利用自己研制的MBE系统生长获得了非常高质量的单层FeSe/SrTiO3超导薄膜,他们观察到由超导诱导的强烈的 Bogoliubov回弯能带,甚至可以延伸到费米能级以下 100 meV。该Bogoliubov回弯能带的温度演化行为为单层 FeSe/ SrTiO3 薄膜在83 K存在超导配对提供了直接的谱学证据,标志着在单层FeSe薄膜中可能存在超过液氮的超导临界温度。该结果对铁基超导体的研究以及超导机制的理解有着十分重要的意义 。 中国科学院物理研究所赵林副研究员为该论文的共同通讯作者,该研究工作获得了国家自然科学基金委、科技部和中国科学院青促会等的资助。
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