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关于单层FeSe/SrTiO3高温超导机理的研究系列进展
北京大学量子材料中心王健研究组与合作者在钛酸锶(SrTiO3)衬底上外延生长的单原胞层厚(0.55 nm)铁硒(FeSe)薄膜中观测到了具有磁激发迹象的玻色模式和强非磁性杂质诱导的准粒子束缚态。两项发现为超导机制备受争议的单原胞层铁硒薄膜提供了异号配对的重要实验证据,表明在该体系中尽管界面电–声耦合被认为可以增强超导特性,自旋涨落对于库珀对的配对有着不可忽略的作用,或对铁基高温超导机理的统一理解提供重要参考。 提升超导转变温度和理解库珀配对机制是超导领域两个最重要的研究方向。在以往的铁基超导研究中,基于电子–空穴费米口袋嵌套的s±波配对被广泛接受。然而对于AxFe2−ySe2 (A = K, Rb, Cs, Tl)、(Li1−xFex)OHFe1−ySe,尤其是单原胞层 FeSe/SrTiO3等一系列重电子掺杂铁硒化合物,重电子掺杂会导致费米能级上移,进而导致布里渊区中心Γ点的空穴费米口袋降至费米能级以下,使得电子–空穴费米口袋嵌套理论失效。因而,铁基超导中的s±配对图像受到严峻挑战。 钛酸锶衬底上外延生长的铁硒薄膜具有铁基超导家族最简单的分子结构和最高的超导转变温度(能隙闭合温度的典型值为65 K),自2012年被清华大学薛其坤团队发现以来在国际凝聚态物理领域掀起了研究热潮。前期,北京大学王健研究组与薛其坤研究组合作采用电输运和抗磁性测量首次报道了单层铁硒中高温超导的直接证据(Chin. Phys. Lett. 31, 017401 (2014),被Science编辑选择文章Science 343, 230 (2014)报道)。然而,其中的超导配对机制,一直存在争议,始终悬而未决。 为了揭示单层铁硒中的超导配对机制,王健研究组开展了一系列系统的实验。实验中的单层铁硒超薄膜采用分子束外延技术生长于钛酸锶衬底。通过原位超高真空(~10−10 mbar)原位扫描隧道谱探测,研究组发现超导能隙外存在由电子–玻色子耦合导致的鼓包(hump)结构。系统的扫描隧道谱实验揭示以该鼓包为特征的玻色模式更接近磁激发信号(图1),极有可能是充当配对媒介、且连接布里渊区近邻角落(M点)电子费米口袋的(π,π)自旋涨落。超导序参量作为复数,其在费米面上的分布存在同相位(保号:sign-preserving)与反相位(异号:sign-reversing)两种情形。杂质散射作为一种相位敏感技术,已广泛应用于以往超导配对研究。其中非磁性杂质尤为特殊,其选择性地局域破坏s±波、d波等异号配对,实验上表现为诱导超导能隙内的束缚态,而对传统保号s波配对无明显效应,因此可用于区分异号和保号配对图像。王健研究组采用沉积于单层铁硒表面的强非磁性杂质铅(Pb)吸附原子作为散射中心,实验中发现相对于正常超导谱形,铅原子在超导带隙边界附近诱导出电子型谱权重增强,同时超导能隙减弱(图2)。该特征是‘隐’束缚态的典型信号。系统的势散射强度调节(图2(d))等实验也印证了这一观点,有力地说明单层铁硒超导能隙函数存在异号。同时,基于异号配对图像,如扩展s±波(图2(e)),南京大学王强华教授与南京师范大学高绎教授理论上定性复现了非磁性杂质诱导的超导谱形重构。上述的玻色模式与非磁杂质散射两项研究成果一致支持单层铁硒中存在以自旋涨落为媒介的异号配对,为最终澄清单层铁硒的界面高温超导机制奠定了重要基础,同时也预示具有不同费米面构型的铁基高温超导体或存在统一解释。图1. 单原胞层 FeSe中具有磁激发迹象的玻色模式。(a) 单原胞层 FeSe的扫描隧穿谱,显示超导能隙外由电子–玻色子耦合导致的鼓包结构;(b) Ω/2Δ1与Δ1的统计负关联(Ω:玻色模式能量;Δ1:内超导能隙)。图2. 单原胞层 FeSe中强非磁性杂质诱导的准粒子束缚态。(a) Pb吸附原子的STM形貌图;(b) Pb吸附原子和正常单原胞层 FeSe的扫描隧穿谱,显示9.5 mV处存在‘隐’束缚态;(c) 跨Pb吸附原子的扫描隧穿线谱;(d) 101组Pb吸附原子扫描隧穿谱(黑实线下方)与无吸附原子时的扫描隧穿谱(黑实线上方)对比;(c) 扩展s±波图像下非磁性杂质的模拟局域态密度谱。 两项工作分别于2019年5月22日和2019年7月15日发表于Nano Letters(Nano Lett. 19, 3464−3472 (2019))、Physical Review Letters(Phys. Rev. Lett. 123, 036801 (2019))。论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00144、https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.036801。 其中Nano Letters文章北京大学博士生刘超飞为第一作者,北京大学王健教授为通讯作者;Physical Review Letters文章,北京大学博士生刘超飞、王子乔和南京师范大学高绎教授为共同第一作者,北京大学王健教授和南京大学王强华教授为共同通讯作者。 以上工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、量子物质科学协同创新中心、中科院卓越创新中心、北京市自然科学基金、江苏省自然科学基金等经费的支持。王健特别感谢谢心澄、王垡、徐莉梅、任泽峰以及量子物质科学协同创新中心在北大超高真空分子束外延与低温扫描隧道显微镜实验室搭建过程中给予的支持。
北京大学 2021-04-11
一种高温超导磁体非线性分析的建模方法
本发明提供了一种高温超导磁体非线性分析建模方法,根据磁 体实际模型,建立电磁热耦合分析的 PDE 模型,并根据 PDE 模型求 解结果计算动态电感、电阻等效参数,并获取超导磁体临界电流、最 大温升等关键参量;根据电感、电阻参数与磁体两端压降的数学关系, 利用受控电流源来等效磁体模型,在仿真中任意时刻,磁体的等效电 感、等效电阻及关键参量均与磁体当前状态相关,充分考虑了超导磁 体的非线性 E-J 特性。本发明可以体现系统控制模块与超导磁体的相 互影响,进而分析控制算法对超导磁体响应特性的影响。与传统将
华中科技大学 2021-04-14
低温空气分离的超导磁分离器、分离装置及方法
本发明公开了一种低温空气分离的超导磁分离器、分离装置和方法,其中超导磁分离器包括外壳,以及设于外壳内的分离芯体,分离芯体包括:外磁体;至少一部分为多孔超导薄膜的分离元件,该分离元件设置在外磁体磁场内部;多孔超导薄膜一侧与自空气原料进口进入的空气原料接触,用于收集氧气,并通过氧气出口排出;超导体另一侧用于收集穿过孔结构的氮气,然后经氮气出口排出。相比于传统的磁力空气分离,本发明磁场强度、梯度更高,低温的原料空气中氧分子的磁化率成倍增大,并且可以提供磁体和薄膜维持超导状态所需的冷量,因此分离效率、产品纯度更高,在化工、冶炼、医疗等需要提供高纯度氧气的领域有着广阔的应用空间。
浙江大学 2021-04-13
一种高增益低副瓣的毫米波封装天线
本发明公开了一种高增益低副瓣的毫米波封装天线,包括引线框架,引线框架上设有毫米波IC芯片和毫米波天线,毫米波IC芯片与毫米波天线之间实现高频互连,还包括封装罩,封装罩将毫米波IC芯片与毫米波天线密封在引线框架内,毫米波天线包括辐射单元,封装罩上对应毫米波天线辐射单元的位置处设有喇叭状凹槽,喇叭状凹槽的槽壁表面被金属覆盖。本发明通过在封装罩上设计喇叭状凹槽,能够有效提升天线的增益,降低天线的副瓣电平,并且不影响回波损耗性能,从而能够实现小型化、低成本和高性能的毫米波封装天线。
东南大学 2021-04-11
一种微机电系统的圆片级真空封装方法
一种微机电系统的圆片级真空封装方法,属于微机电系统的封装方法,解决现有封装方法存在的问题,使得微型真空腔长时间保持真空,满足十年以上使用寿命的要求。本发明包括:刻蚀步骤:在盖板圆片上对应硅基片 MEMS 器件的位置刻蚀相应空间尺寸的凹坑,再环绕凹坑刻蚀环形凹槽;吸气剂淀积步骤:在所述凹坑和凹槽内淀积吸气剂薄膜;键合步骤:在真空环境下将盖板圆片和硅基片紧密键合。本发明解决了现有封装方法存在的真空保持时间短、密封质量低、可靠性差、成本高的问题,可以长时间保持微型腔体内的真空度,极大的推动圆片级 MEMS
华中科技大学 2021-04-14
一种用于汽车前照灯的 LED 模块封装方法
本发明公开了一种用于汽车前照灯的 LED 模块封装方法,包括:(a)将中层基板设置有多个芯片焊盘的区域对准于上层基板的通槽结构,由此执行中层和上层基板的贴合;(b)在芯片焊盘上滴涂焊料,并利用焊料的液体表面张力使得芯片与芯片焊盘自动执行对准调整;(c)执行下层基板和中层基板之间的焊接,并完成各个 LED 芯片的电路连接;(d)将陶瓷粉末和硅胶的混合物填充在各个芯片彼此间隔的侧面区域,然后执行加热固化;(e)向上层基板
华中科技大学 2021-04-14
一种实现微型LED显示器件封装制作方法
本申请涉及一种实现微型LED显示器件封装制作方法,通过设计新型的微型LED阵列显示器件结构,结合电极外引光刻工艺与贴片封装工艺,以进行微型LED阵列显示器件与驱动电路板的封装集成。一方面通过制备电极外引结构,可以增大像素的电极面积,使得贴片键合过程更容易操作且精确度更高,有效简化键合的步骤;另一方面结合漏印锡膏技术,将芯片与基板键合,减少金线或者合金等物料的使用,并且通过采用芯片高像素密度阵列式制作,提升生产效率,并降低生产成本。
复旦大学 2021-01-12
育苗温室结构
本实用新型提供了一种育苗温室结构,包括保温育苗室、调温室和引风系统,调温室的顶板为透光板,以使太阳光透过透光板射入调温室;调温室通过引风系统与保温育苗室连接;其中,引风系统具有第一工作状态和第二工作状态,在冬季气温较低时,引风系统处于第一工作状态,通过太阳照射提高调温室的空气温度,再将调温室的空气输送至保温育苗室以保证保温育苗室相对较高的恒定温度;在夏季温度较高时,引风系统处于第二工作状态,将调温
青岛农业大学 2021-01-12
《经典结构赏析》
包括世界桥梁、世界建筑等经典结构的图片赏析。每套课件含1张光盘。
宁波华茂文教股份有限公司 2021-08-23
轻质高强全焊结构泡沫铝合金夹复合芯板
结构材料轻量化是目前国民经济、国家重大需求的重大挑战,材料结构功能一体是新材料的重要发展方向。 轻质高强泡沫铝合金复合夹芯板以超轻质的泡沫铝合金为芯层,与铝合金面板实现冶金结合,具有比重小,高刚度,高阻尼减振,高能量吸收的特点,同时实现与阻燃、电磁屏蔽功能兼容性,在先进交通、航空航天领域具有广泛的应用前景。通过可调控的芯层泡沫铝合金孔结构,复合夹芯板的实现了同等质量钢板6倍的高刚度,同时比重仅与水接近,该成果已经应用于我国重要装备制造。
北京科技大学 2025-05-21
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