东京理工学院(Tokyo Tech)的科学家解释了超薄硒化铁(FeSe)超导体不同临界转变温度背后的根本原因。他们的结果阐明了为什么第一层FeSe层和它的衬底之间的界面在超导中起着至关重要的作用，给这个领域长期存在的困惑提供了新的见解。

 

超导体是在一定温度下具有迷人电磁特性的材料。它们的电阻为零，杏耀代理这意味着它们可以导电而不会以热量的形式失去能量，而且还可以完全排斥外部磁场。由于这些成就，超导体对基础物理研究和电子应用非常有吸引力。

 

虽然铁基超导体被发现已经有14年了，但科学家们对于硒化铁超薄层(FeSe)中超导的潜在机制仍然束手无策。当大块FeSe表现为超导体的临界转变温度(Tc)为8 K时，在钛酸锶(STO)衬底上均匀生长的单层FeSe晶体被报道有显著不同的值;这些值的范围从40k到高达109k。

 

在最近发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的一项研究中，Satoru Ichinokura教授和来自东京科技公司(Tokyo Tech)的同事对这个问题给出了一些解释。Ichinokura描述手边的问题:“尽管一些研究表明FeSe之间的接口和停止,或地方FeSe国标接触,Tc的增强中扮演着重要的角色,还有进一步的发展空间工作准确解释这种行为的微观起源。”此外，也有一个正在进行的辩论，关于深度的超导发生与厚度的FeSe薄膜。

 

为了解决这些问题，研究人员准备了样品，将1 - 5个单元细胞层厚度的FeSe叠加在绝缘的衬底上。通过四点探针在真空中测量，他们推导出了样品在不同温度和不同深度下的电阻率(电导率的倒数)。首先，他们发现了明确的证据，证明他们的电测量结果符合FeSe薄膜的传导，而不受底层到衬底的影响。更重要的是，他们一直观察到在40k时电阻率显著下降(表明超导性开始出现;(见图)不论FeSe层的厚度。Ichinokura说:“这些结果明确地表明，高温超导性本质上位于FeSe和STO之间的界面，或者位于最底部的FeSe单层，而没有扩散到上层。”

 

为什么其他研究报告了不同的Tc值?在仔细回顾了之前的工作后，Ichinokura和他的同事们得出结论，STO底物中掺杂剂的数量的差异或者STO地下层中的氧空位是导致Tc值变化的原因。在以前的一些研究中，所采用的制造程序很可能在原本均匀的STO层的表面引起氧空缺。在其他一些试验中，杏耀连接使用了掺杂铌杂质的STO。衬底上的这些差异允许更多的载流子(电子)到达STO/FeSe界面，从而导致在更高温度(换句话说， 杏耀客服怎么联系，增加Tc)下持续的超导性。

 

受这些结果的鼓舞，Ichinokura总结道:“我们的结果强烈地表明了在FeSe/STO观察到的二维超导界面的性质，并再次确认了电荷从衬底积聚到界面的重要性。在使用绝缘衬底代替导电衬底时，我们能够获得关于寻找40k左右低Tc的长期困惑的新见解。”这项研究使我们向解释有关增强超导性的谜团又迈进了一步。