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

    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(fā)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(tài)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(tǒng)，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(qū)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(fā)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(tài)密度進而增強超導電性；第二類褶皺使dyz和dxz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(tǒng)超導電性有強烈影響。相關研究成果發(fā)表在Nature Communications上。

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