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晶體表面帶狀褶皺結構對超導電性的影響研究取得重要進展

發布時間:2021-11-24 16:21:06 | 來源:【科技部高技術研究發展中心 2021-11-23】
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鐵基超導體中超導電性的起源在經過十幾年的研究后仍然沒有定論。在國家重點研發計劃“量子調控與量子信息”重點專項等科技計劃的支持下,中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心高鴻鈞、丁洪研究團隊利用極低溫掃描隧道顯微鏡系統,研究了LiFeAs表面兩類帶狀褶皺結構及其方向依賴對超導電性的影響。他們首先在LiFeAs表面觀測到兩類帶狀褶皺結構,第一類沿著[110]方向(即Fe-Fe方向),第二類沿著[100]方向(即Fe-As方向)。dI/dV單譜顯示,與無褶皺區域的超導能隙相比,第一類褶皺能增大超導能隙而第二類褶皺抑制超導能隙(見下圖)。

 

圖:LiFeAs表面應力誘導的褶皺

 

結合其它實驗證據,研究者發現褶皺的局域單軸應力能改變能帶結構,且不同類褶皺改變的方式不同:第一類褶皺使dxz能帶移動到費米面之上,增加了態密度進而增強超導電性;第二類褶皺使dyzdxz都移動到費米面之下,只留下dxy穿過費米面,故只能觀測到dxy的小能隙。能帶的移動導致可能的Lifshitz轉變,進而影響超導電性。

該工作首次在LiFeAs體系中報導了超導增強的現象,說明不同方向的局域單軸應力對LiFeAs的非傳統超導電性有強烈影響。相關研究成果發表在Nature Communications上。

 

 

 




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