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材料导报 2016年第17期30卷 26-35页

作者：方运谭世勇赖新春表面物理与化学重点实验室绵阳621908

fese及其相关化合物的高温超导性引起了凝聚态物理研究人员的广泛关注。在所有铁基超导体中,fese的成分和晶体结构最为简单,只存在铁基超导体最基本的结构单元fese层。fese超导体具有特殊的电子结构和物理特性,是铁基高温超导机制研究... 详细信息

fese及其相关化合物的高温超导性引起了凝聚态物理研究人员的广泛关注。在所有铁基超导体中,fese的成分和晶体结构最为简单,只存在铁基超导体最基本的结构单元fese层。fese超导体具有特殊的电子结构和物理特性,是铁基高温超导机制研究的理想平台。2012年,薛其坤组在SrTiO_3(STO)衬底表面采用分子束外延(MBE)法生长了单层fese薄膜,发现该体系的超导转变温度(TC)有接近80K的迹象,引起人们的广泛关注。先简要地介绍了fese晶体,fese/石墨烯薄膜的超导特性,再详细介绍了fese/SrTiO_3高温超导薄膜的输运性质、超导特性、电子结构以及可能影响单层fese/SrTiO_3薄膜高温超导的几个因素。

关键词：铁基超导体 fese薄膜电子结构输运性质

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fese超导薄膜的电输运性质研究

FeSe超导薄膜的电输运性质研究

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作者：赵万利天津大学

学位级别：硕士

在所有铁基高温超导体中,四方相β-fese的组成成分和晶体结构最为简单,因此,自fese超导体被发现以来,就成为新型铁基超导材料的研究热点之一。fese超导体为反PbO型结构,只含有Fe-Se层,层内Fe原子与Se原子通过共价键互相结合,层与层之间... 详细信息

在所有铁基高温超导体中,四方相β-fese的组成成分和晶体结构最为简单,因此,自fese超导体被发现以来,就成为新型铁基超导材料的研究热点之一。fese超导体为反PbO型结构,只含有Fe-Se层,层内Fe原子与Se原子通过共价键互相结合,层与层之间具有较弱的范德瓦尔斯相互作用,因此fese薄膜具有丰富的物理现象。目前,在fese薄膜中仍然存在许多新的物理现象和未解释清楚的物理问题。本文采用磁控溅射的方法在MgO(100)衬底上沉积了一系列fese薄膜,并对其微观结构和电输运性质进行了系统研究。首先,本文通过磁控溅射法研究制备条件对fese薄膜微观结构和超导性质的影响。研究发现,当薄膜厚度为～300 nm时,fese薄膜表现出完全超导特性,超导转变温度～8 K。当薄膜厚度减小到～60 nm时,fese薄膜开始出现杂相,晶粒分布不均匀,超导性消失,绝缘体导电特性增强。通过改变fese薄膜的无序度调控了外延fese薄膜的超导-绝缘体转变,将其看作二维体系,表现完全超导性的fese薄膜的正常态方块电阻为6.26 kQ,与非晶超导薄膜或超导颗粒膜中报道的阈值6.45 kΩ基本一致。同时,研究了 fese薄膜的超导电性在磁场作用下的变化。采用热激活效应引起的磁通蠕动(TAFF)理论分析了在磁场作用下,超导转变区域出现的展宽效应,发现fese薄膜在磁场作用下的磁通钉扎行为发生了单磁通跳跃到集体磁通蠕动的转变,该转变对应的磁场约为2T。其次,本文研究了具有完全超导性的外延fese薄膜的二维超导特性。通过测量fese薄膜在不同磁场下的电流-电压(I-V)特性曲线,发现在零磁场下,当I→0时,I-V特性曲线遵循指数关系:V ∝I,当T=4.7 K时,α=3,即fese薄膜在～4.7 K 发生了 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless(BKT)转变,另外,在转变温度T附近,薄膜方块电阻R与温度T的关系,满足Halperin-Nelson公式,通过拟合得到T=5.0 K。两种方法得到的T基本一致,上述结果证明fese薄膜存在BKT相变。最后,本文研究了厚度～360 nm的fese外延薄膜超导转变区域在不同磁场下的变温I-V特性。当磁场大小为0.1T ≤μH≤6T时,利用涡旋玻璃标度理论对电场-电流密度(E-J)曲线进行分析,发现E-J数据被标度分成上下两个分支,分别符合涡旋液体态和涡旋玻璃态的特征。在涡旋玻璃标度理论拟合中,维数D只能取2,说明fese薄膜中发生了从涡旋液体态到准二维涡旋玻璃态的相变。

关键词： fese薄膜电输运性质方块电阻 BKT转变涡旋相变

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电子掺杂下fese二维性的增强

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第12期53卷 210-217页

作者：王雪玮江星宇张若舟赵展艺魏鑫健陈其宏中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049

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... 详细信息

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.

关键词： fese薄膜超导增强机理超导涨落维度顺电导

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