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晶体表面带状褶皱结构对超导电性的影响研究取得重要进展

发布时间:2021-11-24 16:21:06 | 来源:【科技部高技术研究发展中心 2021-11-23】
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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dyzdxz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的小能隙。能带的移动导致可能的Lifshitz转变,进而影响超导电性。

该工作首次在LiFeAs体系中报导了超导增强的现象,说明不同方向的局域单轴应力对LiFeAs的非传统超导电性有强烈影响。相关研究成果发表在Nature Communications上。

 

 

 




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