表面吸附K原子的多层FeSe/SrTiO3(001)薄膜的抗磁响应的原位测量

SrTiO₃（001）单晶表面上生长的单层FeSe薄膜显示出了超乎寻常的高温超导电性,其超导增强机制的一个重要因素是电子由衬底转移到了单层FeSe薄膜当中.基于此认识,研究者们在吸附了钾（K）原子的多层FeSe薄膜表面上观察到了类似超导能隙的隧穿能谱和光电子能谱.但这种自上而下的电子掺入方式在多层FeSe薄膜表面上可能引起的高温超导电性,还缺乏零电阻或迈斯纳效应等物性测量实验的直接证实.本研究利用自行研制的一台特殊的多功能扫描隧道显微镜,在生长于SrTiO₃（001）衬底上的多层FeSe薄膜表面上,不但观察到了超导能隙随K吸附量的变化,而且利用原位双线圈互感测量技术,成功地的观察到了该薄膜的抗磁响应,并由此确定了该薄膜样品呈现迈斯纳效应的超导转变温度为23.9 K.其穿透深度随温度的变化呈二次幂指数关系,表明该体系的超导序参量很可能具有S^±配对对称性.     

SrTiO_3(001)衬底上多层FeSe薄膜的分子束外延生长

近几年,由于用分子束外延法在SrTiO_3衬底表面制备的单层FeSe具有很高的超导转变温度而引发了极大的研究热潮,随之而来的是对多层FeSe薄膜日益增长的研究兴趣.但目前还没有对成功生长高质量多层FeSe薄膜的详细报道.本文利用高能电子衍射仪(RHEED)实时监控在不同生长条件下制备的多层FeSe薄膜,发现在FeSe薄膜的生长初期,RHEED图像的强度演化基本符合台阶密度模型的描述特征,即台阶密度ρ正相关于衍射条纹强度.FeSe(02)衍射条纹的强度在第一生长周期内呈现稳定而明显的峰型振荡,而且不受高能电子掠射角的影响,最适合用来标定FeSe薄膜的厚度.结合扫描隧道显微镜对FeSe薄膜质量的原位观察,确定了制备多层FeSe薄膜的最佳生长条件,为FeSe薄膜的物性研究提供了重要的材料基础.