南京大学闻海虎\/杨欢团队Science子刊：拓扑绝缘体\/铁基超导体异质结中发现二度对称超导！

纳米人 · 公众号 · · 2018-06-18 07:50

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有鉴于此，南京大学物理学院闻海虎教授团队在成功构造的Bi ₂ Te ₃ / FeTe _0.55 Se _0.45 异质结上，利用扫描隧道显微镜进行了深入研究，首次微观观测到具有二度对称性的超导能隙和与之对应拉长的超导磁通，并以此确定了拓扑超导的配对对称函数的具体形式，与理论在该类材料中预言的某一类拓扑超导态相吻合。

研究人员在高质量FeTe _0.55 Se _0.45 单晶表面通过分子束外延技术，成功生长出高质量的Bi ₂ Te ₃ 薄膜，从而构造出Bi ₂ Te ₃ /FeTe _0.55 Se _0.45 异质结，而上层Bi ₂ Te ₃ 薄膜由于邻近效应形成了超导。

利用扫描隧道显微镜，清晰地观测到了铁基超导体基底和拓扑绝缘体薄膜原子级别的形貌特征，并且大面积的形貌图表明，生长的薄膜质量很高，有利于进一步的实验测量。通过测量的隧道谱，可以看出，随着薄膜厚度的增加，拓扑绝缘体的狄拉克点位置向着费米能移动，费米能附近的隧道谱表明随着薄膜厚度增加临近效应诱导的超导能隙逐渐变小。

图1. FeTe _0.55 Se _0.45 及Bi ₂ Te ₃ 薄膜的形貌特征和隧道谱表征。 (A)FeTe _0.55 Se _0.45 单晶表面测量的原子形貌；(B) Bi ₂ Te ₃ 薄膜原子形貌；(C) 不同厚度的Bi ₂ Te ₃ 薄膜形貌；(D) FeTe _0.55 Se _0.45 及不同厚度Bi ₂ Te ₃ 薄膜的隧道谱；(E) FeTe _0.55 Se _0.45 及不同厚度Bi ₂ Te ₃ 薄膜超导相关的隧道谱。