Se ha demostrado que la ingeniería de interfaces es eficaz para descubrir nuevos estados cuánticos, como estados topológicos, superconductividad, ondas de densidad de carga, magnetismo, etc., que requieren la fabricación de heteroestructuras a escala atómica. FeSe monocapa sobre SrTiO3 Los sustratos han atraído un gran interés debido a su notable superconductividad mejorada en la interfaz.
Investigaciones experimentales anteriores revelaron una importante transferencia interfacial de electrones a la monocapa de FeSe, desde el TiO2-δ. Cargue la capa del reservorio con vacantes de oxígeno como donantes intrínsecos. Además, la monocapa FeSe exhibe magnitudes de espacio aún mayores que otros FeSe dopados con electrones (es decir, 15–20 meV frente a 12 meV), lo que se ha atribuido a la contribución cooperativa del acoplamiento electrón-fonón con modos de fonones ópticos longitudinales específicos de TiO. 2-δ superficies.
Se ha afirmado que el emparejamiento de Cooper y el pseudoespacio son incoherentes debido a la temperatura de resistencia cero notablemente más baja alcanzada hasta ahora que la temperatura de apertura del espacio (65-83 K). La caracterización previa de espectroscopia/microscopía de efecto túnel de barrido reveló dominios densos en las películas monocapa de FeSe, y las brechas superconductoras se suprimen alrededor de los límites de los dominios e incluso desaparecen en dominios de escalas nanométricas.
Los dominios se originan a partir de la transición de fase antiferrodistorsiva a baja temperatura (105 K) en SrTiO3 en masa. . Los esfuerzos anteriores para mejorar la uniformidad en la monocapa FeSe generalmente se realizan a expensas de debilitar el acoplamiento de la interfaz, o viceversa.
Qi-Kun Xue y Lili Wang de la Universidad de Tsinghua y Minghu Pan de la Universidad Normal de Shaanxi informaron un acoplamiento de interfaz mejorado, así como una uniformidad espacial mejorada en películas monocapa de FeSe en SrTiO3 (001) mediante dopaje δ metálico (átomos de Au y Al) y, por tanto, superconductividad mejorada.
Los átomos de Al y Eu con mayor afinidad por el oxígeno que el Ti eliminan el oxígeno del TiO2-δ. superficie, aumentando así la densidad de las vacantes de oxígeno de la superficie pero evitando su agrupación, como lo revelan las funciones de trabajo reducidas con variación electrónica reducida. Películas monocapa de FeSe sobre SrTiO3 dopado con δ (001) exhiben una intensidad reducida de los dominios y espacios superconductores generalmente ampliados, lo que indica el emparejamiento de Cooper fortalecido con una homogeneidad electrónica mejorada.
En consecuencia, las mediciones de resistividad dependientes de la temperatura revelaron una temperatura de transición inicial de 53 K y una temperatura de resistencia cero de 27 K. Este trabajo se publica en el National Science Review. , titulado "Superconductividad significativamente mejorada en películas monocapa de FeSe sobre SrTiO3(001) mediante dopaje δ metálico". Xiaotong Jiao de la Universidad Normal de Shaanxi), Wenfeng Dong, el Dr. Mingxia Shi y el Dr. Heng Wang de la Universidad de Tsinghua contribuyeron igualmente a este trabajo.
Más información: Xiaotong Jiao et al, Superconductividad significativamente mejorada en películas monocapa de FeSe sobre SrTiO3(001) mediante dopaje δ metálico, National Science Review (2023). DOI:10.1093/nsr/nwad213
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