最新Science: KTaO3(111)界面的二維超導性和各向異性輸運現象

nanoCJ 3年前 (2021-02-12) 2333瀏覽

【引言】

材料之間的界面通常來說可以展現不屬于界面兩邊任一材料的量子態。特別是對于二維系統，界面上獨特的電子結構能夠允許非傳統量子態的出現。如LaAlO3和SrTiO3兩個絕緣氧化物之間在200 mK的臨界溫度上出現的超導界面就是一個典型的例子。

【成果簡介】

近期，美國阿貢國家實驗室的Changjiang Liu和Anand Bhattacharya（共同通訊作者）等人報道了在一種電子氣中發現了超導性。這種電子氣形成于（111）取向KTaO3（KTO）和EuO（或者LaAlO3）之間的界面，超導轉變溫度可達2.2K，比LaAlO3/SrTiO3系統高出整整一個數量級。更值得一提的是，當溫度下降至25 mK時，KTaO3 (001)界面上相似的電子氣仍然能維持正常。臨界場以及電流-電壓測量表明，這一超導性是二維的。而在EuO/KTaO3 (111)樣品中，研究人員還發現在超導性出現之前，在EuO/KTaO3 (111)樣品能觀察到面內輸運各向異性的情況，表面“條帶狀”相的出現。基于這些實驗結果，研究認為這項工作不僅有利于超導器件的開發，還為超導性的機理研究提供了嶄新的機會。2021年02月12日，相關成果以題為“Two-dimensional superconductivity and anisotropic transport at KTaO3 (111) interfaces”的文章在線發表在Science上。

【圖文導讀】

圖1 KTO(111)表面及其表征

圖2 KTO界面上形成的二維電子氣的輸運測量

圖3 EuO/KTO(111)樣品的臨界場以及電流-電壓測量

圖4 EuO/KTO(111)樣品中的條帶相檢測

文獻鏈接：Two-dimensional superconductivity and anisotropic transport at KTaO3 (111) interfaces（Science, 2021, DOI: 10.1126/science.aba5511）

本文由材料人學術組NanoCJ供稿。

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