晶体表面结构可影响超导电性?

铁基超导体中超导电性的起源在经过十几年的研究后仍然没有定论。在国家重点研发计划“量子调控与量子信息”重点专项等科技计划的支持下,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧、丁洪研究团队利用极低温扫描隧道显微镜系统,研究了LiFeAs表面两类带状褶皱结构及其方向依赖对超导电性的影响。他们首先在LiFeAs表面观测到两类带状褶皱结构,第一类沿着[110]方向(即Fe-Fe方向),第二类沿着[100]方向(即Fe-As方向)。dI/dV单谱显示,与无褶皱区域的超导能隙相比,第一类褶皱能增大超导能隙而第二类褶皱抑制超导能隙(见下图)。图:LiFeAs表面应力诱导的褶皱 结合其它实验证据,研究者发现褶皱的局域单轴应力能改变能带结构,且不同类褶皱改变的方式不同:第一类褶皱使dxz能带移动到费米面之上,增加了态密度进而增强超导电性;第二类褶皱使dyz和dxz都移动到费米面之下,只留下dxy穿过费米面,故只能观测到dxy的小能......阅读全文

铁基超导体简介

  自从2006年发现铁基超导体以来,对铁基超导体日趋深入,比较突出的成果有:2008年,日本科学家细野秀雄发现掺杂F的LaFeOP超导体具有26K的临界温度;2008年,中国科学家赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎、方忠发现临界温度达43K的SmFeAs1-xFx超导体和临界温度达55K的ReFeAs

铁基超导体研究获重要进展

973计划“超导材料科学及应用中的基础问题研究”项目首席科学家、中科院物理研究所超导国家重点实验室闻海虎研究员领导的小组通过在镧氧铁砷 (LaOFeAs) 材料中用二价金属替换三价的La成功将空穴载流子引入系统,发现有25 K以上的超导电性。这是第一个在铁基新超导材料中合成出空穴掺杂超导体的工作,具

物理所铁基超导体统一相图研究取得进展

  自2008年被发现以来,已有至少20种不同结构铁砷化物或铁硒化物被证实存在超导电性,它们统称为铁基超导体。由于铁基超导体同样可以突破BCS强耦合理论预言的40K的麦克米兰极限,它和铜氧化物超导体一起被列入高温超导家族,其超导微观机理问题至今仍是凝聚态物理前沿领域皇冠上的明珠。  经过多年研究,人

科学家破译铁基高温超导体机理

  南京大学超导物理和材料研究中心主任闻海虎日前应邀在英国著名杂志《物理进展报告》上发表综述文章,介绍了其领导的研究小组在新超导体方面的研究进展,并对未来研究作出了展望。   如何获得更高的超导转变温度,一直是研究人员关注的重大科学问题。而超导态需要电子配对和凝聚才能形成,因此电子配对机制是其中的

物理所合作发现Cr基化合物超导体

  3d族过渡金属化合物具有非常丰富的量子态和新奇量子现象,如磁有序、巨磁电阻、自旋和电荷密度波、金属-绝缘体相变、多铁性、超导等。这些性质中,铜基和铁基出现的非常规高温超导电性是凝聚态物理的核心研究内容之一。目前,在元素周期表上的3d元素中,除Cr和Mn外,所有其它元素都存在超导的化合物。探索Cr

物理所等在新型铁基超导体高压研究中取得进展

  最近,中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)超导实验室赵忠贤院士课题组孙力玲研究员和博士生郭静及其合作者,与美国卡内基研究院地球物理实验室毛河光院士、陈晓嘉博士等合作,在新型铁基超导体高压研究方面取得新进展。该项研究结果发表在近期的《物理评论快报》上【PRL 108 , 197001(

超导体与单层FeSe薄膜超导电性的共同电子结构起源

  铁基超导体作为继铜氧化物超导体之后的第二类高温超导体,其超导机理是凝聚态物理研究的重要课题。绝大多数铁基超导体具有位于布里渊区中心的空穴型费米面和位于布里渊区顶角的电子型费米面。一种普遍的超导机理(费米面“嵌套”)认为,电子在电子型与空穴型费米面之间的散射,是铁基超导体中电子配对和超导电性产生的

物理所等铁基磷族化合物超导体高压研究获进展

  近年来,科学家们在新的铁基超导体的探索和对其超导机理的研究方面取得了卓有成效的进步。Ca10(PtnAs8)(Fe2As2)5 (n=3, 4)是一种新型的具有复杂结构的铁基磷族化合物超导体,其晶体结构可描述为在CaFe2As2 晶格中交替用PtnAs8中间层(被成为方钴矿层)来置换Fe

物理所锰基绝缘体化合物中反铁磁序高压调控研究获进展

  铜氧化物和铁基高温超导体的母体化合物都具有反铁磁长程序,通过采用化学掺杂或施加压力等手段可将其反铁磁长程序有效抑制,产生反铁磁至顺磁转变,在转变点附近由于电荷,轨道、自旋、晶格等自由度的相互作用,使系统处于磁涨落状态(即奇异量子态),通常具有这种量子态的系统在低温下会呈现出超导电性。因此,抑制具

单层FeSe超导体电子结构和超导电性研究获进展

  发现新的具有更高超导转变温度的超导材料和理解高温超导电性的产生机理是当今超导研究的两个重要方向。2008年发现的铁基超导体,其最高超导温度达到55K。最近,清华大学物理系薛其坤研究组和中科院物理研究所的马旭村研究组合作,在SrTiO3衬底上成功生长出了FeSe薄膜,并在单层FeSe薄膜

铁基高温超导体电子结构与超导能隙研究取得新进展

  2008年发现的铁基超导体其超导转变温度最高可达55K,是继1986年发现的铜氧化物高温超导体之后发现的第二类新的高温超导体系。它的发现,为高温超导电性的研究开辟了一个新的方向。与铜氧化物高温超导体的研究类似,铁基超导体研究的核心问题是理解其高温超导电性产生的机理。对材料电子结构

物理所铁基超导体新122体系新超导体探索取得进展

  FeAs基超导体的超导电性被普遍认为源自自旋涨落诱导的近似嵌套空穴型费米面和电子型费米面之间的带间散射。2010年11月,铁基超导体KFe2Se2【Phys. Rev. B 82, 182520 (R) (2010)】的发现引发了国际上铁基超导新的研究热潮。   中科院物理研究所/北京凝聚

物理所铁基超导体电荷动力学研究取得新进展

  铁基超导体是凝聚态物理的前沿热点领域之一。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)王楠林研究员领导的小组在铁基超导体的母体和超导样品的电荷动力学方面继续进行深入研究,取得新的进展。   铁基超导体的一个主要特征是存在磁性与超导电性的竞争,当长程磁有序被一定程度抑制之后

中子散射技术确定铁硒超导体磁基态

  复旦大学物理系赵俊课题组利用中子散射技术在铁硒(FeSe)超导体中首次观测到了一种新奇的自旋为1的向列性量子无序顺磁态,这一磁基态的发现对理解FeSe类高温超导机理提供了新的角度,相关研究成果7月19日发表于《自然—通讯》。  超导电性是指在某一温度之下材料的电阻完全消失的现象。高温超导电性往往

超导“小时代”(29):高温超导新通路

天下同归而殊途,一致而百虑。                                    ——《周易·系辞下》                      【作者注】《超导小时代》系列文章自2015年9月在《物理》杂志连载,欢迎大家订阅、围观。此文发表于《物理》2018年第3期,详见http

物理所等发现高压诱导的磁性量子临界点和MnP超导电性

  近年来的大量研究表明,量子临界性是强关联电子体系中诸多反常物理现象的共通性特征。对于目前已知的很多非常规超导体系,包括重费米子、铜基和铁基超导体,它们的超导相图Tsc(δ=调控参量)都可以在反铁磁量子临界点的框架下得到统一的理解,即超导的出现往往伴随着反铁磁序的消失,而且圆拱状Tsc(δ)的最佳

在纳米尺度上“搭原子积木”-薛其坤团队在常压环境下实现镍基高温超导

 近日,由国家最高科学技术奖获得者薛其坤院士领衔的南方科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合研究团队,发现常压下镍氧化物的高温超导电性相关研究成果在《自然》杂志发表,为解决高温超导机理的科学难题提供了新的突破口。  薛其坤团队在常压环境下实现了镍氧化物材料的高温超导电性,使镍基材料成为继铜

物理所铁基高温超导机理的中子散射研究取得重要进展

  高温超导机理一直是凝聚态物理前沿研究中的一个重要课题。在目前已发现的铜氧化物和铁砷化物两大高温超导家族中,母体均具有长程反铁磁序,随着空穴/电子掺杂的引入而压制静态反铁磁序并出现高温超导电性,而动态的反铁磁涨落则存在于整个相图区域。这一图像促使人们相信反铁磁涨落在高温超导微观机理中扮演着不可或缺

中国科大在有机超导体研究领域取得重要突破

  近日,中国科学技术大学微尺度国家实验室陈仙辉教授课题组在碱金属掺杂菲中发现了5开尔文温度的超导电性,这是有机超导体领域的重要突破。相关成果以Superconductivity at 5K in alkali-metal-doped phenanthrene为题,刊登在10月18日

物理所合作在铁基高温超导体系研究中取得进展

  铁基超导家族中的两个亚族,分别以结构类似的 FeSe4 和 FeAs4 四面体层作为各自的超导基元。然而典型的 FeSe 基超导体 AyFe2-xSe2(A=碱金属离子)母体相和正常态的实验表现,却与 FeAs 基体系迥异,导致质疑这两大铁基体系的高温超导电性是否有共同物理起源。澄清这一问题对探

物理所铁基超导理论研究取得重要进展

  自 2008年以来,铁基高温超导体上的发现不仅提供了新的一类高温超导,同时也提出了一些激动人心而又至关重要的科学难题:有没有一个微观理论可以统一解释它们的超导电性?如果这个理论存在,那么它的庐山真面目会是什么样的?这些新的铁基高温超导体和旧的铜基高温超导体之间是否存在某种深

物理所铁基高温超导机理的中子散射研究取得进展

  高温超导机理一直是凝聚态物理前沿研究中的一个重要课题。在目前已发现的铜氧化物和铁砷化物两大高温超导家族中,母体均具有长程反铁磁序,随着空穴/电子掺杂的引入而压制静态反铁磁序并出现高温超导电性,而动态的反铁磁涨落则存在于整个相图区域。这一图像促使人们相信反铁磁涨落在高温超导微观机理中扮演着不可或缺

我国科学家发现高温超导新材料

  我国科学家发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物,其超导转变温度高达40K(零下233.15摄氏度)以上,在确定该新材料的晶体结构后,科学家发现其超导电性和反铁磁共存。  专家指出,这是世界上首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料,堪称铁基超导研究的重大进展,为相关体系新超导体的探索提供

超导“小时代”(28):费米海里钓铁鱼

“姜尚因命守时,立钩钓渭水之鱼,不用香饵之食,离水面三尺, 尚自言曰:‘负命者上钩来!’”                                          ——《全相武王伐纣平话》(作者不详)【作者注】《超导小时代》系列文章自2015年9月在《物理》杂志连载,欢迎大家订阅、围观。此

OHFe0.98Se准粒子超快动力学和电声子耦合研究的新进展

  铁基超导机理至今没有统一的物理图像,例如FeSe基和FeAs基体材料以及FeSe单层膜的超导电性如何统一理解仍在研究中。非常规高温超导电子配对机制这一物理问题尚无共识。  中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员赵继民指导博士生吴穹等,采用超快光谱方法研究FeSe基高温超导单晶(L

硼化镁超导体的概述

  2001年1月,日本青山学院大学J.Akimitsu教授等人首次发现MgB2具有超导电性,其临界温度约为39K。  虽然MgB2的临界温度较低,但与铜氧超导体、铁基超导体相比,仍有很多优势,包括:结构简单、易于制备;原料来源广泛、成本较低;易于加工。尤其是易于加工的特性,成为MgB2的重要优势。

物理所铁基超导体中反铁磁序与超导微观共存研究获进展

  磁性与超导都是突出的量子现象,它们之间的关系是当今凝聚态物理中重要的研究对象。在最近发现的铁基高温超导体中,超导相和反铁磁有序相邻接,吸引了科学研究者极大的兴趣。磁有序与超导能否微观共存与超导能隙的对称性以及配对机制有紧密的关联。目前,铁基高温超导体中的超导能隙究竟是有符号变化的S+-对称性,还

物理所合作研究取得对唯一尖晶石氧化物超导体的最新认识

  LiTi2O4(LTO)是迄今发现的唯一具有尖晶石结构的氧化物超导体,它的超导电性主要受Ti原子的3d 电子支配。目前没有高质量的LTO单晶,多晶样品上获得的比热数据以及Andreev反射谱表现出传统BCS电-声相互作用超导体的实验特征,但软X射线散射和核磁共振等测量发现该体系中存在较强的电子-

用晶体中带状褶皱的取向调控超导态研究取得进展

  铁基超导体中超导电性的起源在经过十几年的研究后仍没有定论。多轨道自由度和其它纠缠电子序阻碍了对铁基超导体配对机理的理解。作为一种微扰手段,外加压力可破除超导基态的简并,并能提供非常规超导电性如何与其它序参量相互作用的信息。例如,一种面内电阻各向异性和自旋激发在施加单轴压的电子掺杂BaFe2As2

首次在铁基超导体中发现马约拉纳任意子专题

   1937年,物理学家埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana)把描写费米子的基本运动方程(狄拉克方程)分解成电荷共轭不变的两部分(即马约拉纳方程),得到了“自己是自己的反粒子”的马约拉纳费米子。81年来,马约拉纳费米子的相关研究一直是物理学最前沿的问题之一。  近年来,理论研究表明