耶鲁大学工程与应用科学学院 无花果
1:利用偏振光子进行ARPES表征
单层FeSe/STO26的2-Fe(红色正方形)和1-Fe(蓝色正方形)布里渊区,以及费米表面(蓝色和红色椭圆)示意图
绿线是图1和图2中ARPES的两条切割线
1–4
b线性偏振相关ARPES的实验几何,其中p (s)表示入射光子的电场平行(垂直)于分析器狭缝定义的发射平面
c,d单层FeSe/STO在γ点和M点的能带结构和轨道特征示意图,由ARPES研究确定,与参考文献一致
26,27
这里我们用和b中相同的坐标系来定义d轨道,I
e
,x和y沿最近的铁-铁方向
沿着切口#1的光电发射图,24 eV光子处于p偏振(e)和s偏振(f)
实线和虚线分别表示间隔约90兆电子伏的主带和复制带
白色箭头表示主带以下约60兆电子伏的另一组复制带
黄色箭头表示δ1带的费米动量,超导间隙在此打开
信用:DOI: 10
1038/s 1467-021-24783-5 通过对二维硒化铁(FeSe)薄膜的研究,一个研究小组揭示了一些关于超导性的有趣线索
超导体——能够无电阻传输电子的材料——是一种具有众多应用的量子现象
自从100多年前被发现以来,它们一直吸引着物理学家和工程师,但是现代超导体的机制仍然没有被完全理解,仍然是量子材料研究中最活跃的领域之一
自2012年被发现以来,三原子厚的单分子层形式的FeSe因其不寻常的超导特性而受到研究人员的广泛关注
在大块状态下,它在8开尔文或-265摄氏度时变成超导体
然而,作为一个单层,它在大约70开尔文或零下203度开始超导——仍然很冷,但方向是正确的
在与不列颠哥伦比亚大学的合作中,耶鲁大学的研究人员揭示了这个系统中电子的一些行为,这可能被证明是理解超导性本身的关键
研究结果发表在《自然通讯》上
耶鲁大学的研究人员查尔斯·安、弗雷德·沃克、蒋娟和李桑杰与助理教授(前耶鲁大学博士后)柯邹领导的不列颠哥伦比亚大学的研究人员一起工作
利用世界上最先进的同步加速器光源之一,研究人员可以密切研究这种材料的电子结构,该光源位于不列颠哥伦比亚大学的量子材料光谱中心
作者能够证明存在一系列电子态,被称为复制带,它们被电子-声子耦合修改
这些可以追溯到单层中原子的电子轨道
材料的质量和测量的灵敏度使得研究人员第一次定量分析了这些影响
他们发现,现有的超导理论无法令人满意地解释这些复制带的强度
这一发现为这一重要系统提供了新的线索,但仍需要更多的研究来全面揭示增强超导性的起源
约翰·C·安说:“这是一个及时的结果,利用了大规模光谱设备的最新进展。”
马龙应用物理、机械工程和材料科学及物理学教授
“结果检验了几种理论,尽管我们仍然没有一个确定的答案
这个实验提供了另一个难题
" 商用超导体的一个缺点是,它们需要非常昂贵的液氦来将它们冷却到足够低的温度
研究小组的发现朝着改变这一状况迈出了一步
“现在该领域真正令人兴奋的事情之一是有可能让超导体达到室温,”应用物理学高级研究科学家沃克说
“在这个详细的层次上理解超导的机制,看起来是实现这一目标的令人兴奋的途径
"
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