高分辨率光谱技术：揭示铁基超导的关键因素

来自 实验室仪器网

研究人员已经确定了提高铁基材料超导性的原子级机制。这项研究发表在《自然》杂志上。利用材料研究所的先进光谱仪器，研究小组能够捕捉到原子振动的图像，并在钛酸锶(STO)基底上的硒化铁(FeSe)超薄膜界面处观察到新的声子（负责携带热能的准粒子）。

这些声子主要来自界面处氧原子的平面外振动以及STO中的顶端氧，由于界面处电子和声子波函数的空间重叠，这些声子与电子耦合。这种强电子-声子耦合为提高超薄FeSe中的超导转变温度提供了一种机制。

科学家们发现，FeSe的超导转变温度为65开尔文，约为-340华氏度，是同类超导体中温度最高的。他们观察到电子-声子耦合与FeSe/STO界面均匀性之间存在很强的相关性，并指出均匀性越高，实现超导的温度就越高。

振动光谱方法使我们能够对超导材料与其基底界面处的振动进行高度详细的成像。观察到的层间距变化与超导间隙相关，这表明间距在电子-声子耦合强度和超导性中起着至关重要的作用。

IRMI先进仪器的超高空间和能量分辨率为理论分析提供了出色的实验数据。理论模拟与实验观察之间的这种结合使我们能够精确识别单个原子对超导转变温度提高的贡献，从而加深我们对异质界面超导性的理解。

科研人员表示，团队的研究成果代表着超导体在量子计算、大众运输的磁悬浮以及先进的医疗诊断和治疗技术等各个领域的可扩展制造和应用方面取得了重大进展。

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