What makes the Tc of monolayer FeSe on SrTiO3 so high: a sign-problem-free quantum Monte Carlo study
在SrTiO_3（STO）衬底上生长的FeSe单层薄膜的超导能隙打开温度（Tc）比体相FeSe高出近一个数量级，是所有已知的铁基超导体中最高的。角分辨光电子能谱（ARPES）观察到的“复制带”，这表明FeSe电子和STO声子之间的相互作用的重要性。这些事实使铁基超导体，特别是铁硫族化物超导体中Tc增强机制的探索重新焕发活力。在这里，我们进行了第一个数字精确的符号问题的量子蒙特卡罗模拟的铁基超导体。我们（i）研究了重电子掺杂FeSe薄膜的电子配对机制，（ii）研究了FeSe和STO之间的电子-声子相互作用以及电子涨落对Tc的影响。有了这些结果，我们回到这个问题“是什么使单层FeSe的钛酸锶的Tc这么高？“在结论和讨论中。
2016-06-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced superconductivity in FeSe/SrTiO$_3$ from the combination of forward scattering phonons and spin fluctuations
采用具有长程{ \eph }相互作用的唯象双带哈伯德模型，研究了自旋涨落和前向散射电子-声子（{ \eph }）耦合对FeSe/SrTiO $_3$系统超导电性的影响.我们对待电子和声子的自由度在平等的基础上使用\emph{fully}自洽FLEX加Migdal-Eliashberg计算，其中包括自洽的自旋波动谱的测定。基于FeSe单分子膜，我们专注于其中一个频带位于费米能级以下（即初期）的情况下，并证明了组合的相互作用可以增强或抑制$T_c$，这取决于它们的相对强度。对于一个合适的参数选择，自旋波动机制产生一个$T_c \approx 46.8$ K初始$s_\pm$超导体，与表面掺杂的FeSe薄膜一致。前向聚焦的{ \eph }相互作用进一步增强了$T_c$，如在SrTiO $_3$上的单层FeSe中所观察到的。
2021-01-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On peculiarities of superconductivity in the single-layer FeSe/SrTiO3 interfa
在钛酸锶衬底上的单层FeSe的ARPES谱中的复制带的观察揭示了高Tc超导性背后的机制中的声子成分。研究了层内FeSe电子与体相SrTiO 3表面纵模电势的相互作用。在FeSe/SrTiO 3界面的二维系统的电荷包括巡回和不动的电子。后者显着改变的界面特性，增加屏蔽在基板表面，从而降低了电子LO声子相互作用的强度。在下面的介电常数作为一个自由参数，并发现从ARPES数据的复制品。在无规相位近似中考虑了二维库仑屏蔽。结果表明，该模型是适用于当前实验的典型参数的整个范围内。估计允许得出结论，LO-声子介导的配对单独不能占在这些实验中报道的单层FeSe/SrTiO 3的超导转变Tc的温度。这并不排除LO-声子机制在不同的和更好地制备的单层FeSe膜中可以变得更显著。可用的实验进行了简要讨论。到目前为止，没有数据存在的依赖性Tc掺杂到层内FeSe带的电子的浓度。
2015-12-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bounds on Nanoscale Nematicity in Single-Layer FeSe/SrTiO$_3$
利用扫描隧道显微镜（STM）和准粒子干涉（QPI）成像技术研究了单层FeSe/SrTiO $_3$的低能轨道织构。我们开发了一个$T$矩阵模型的多轨道QPI解开散射强度从Fe $3d_{xz}$和$3d_{yz}$带，使STM作为纳米级的向列性检测工具。通过对单层FeSe/SrTiO $_3$膜的多个空间区域进行采样，我们定量地排除了具有大于$δr^2$ = 20 nm $\times$ 20 nm、大于$δk$ = 0.014 $π$的$xz/yz$费米波矢差和大于$δE$ = 3.5 meV的能量分裂的静态$xz/yz$轨道有序。缺乏可检测的顺序钉扎周围的缺陷的波动向列性模型的定性限制。
2016-03-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Monolayer FeSe on SrTiO$_3$
固态异质界面的外延工程是实现物质增强或新颖电子态的主要途径。作为最近的例子，大块FeSe是一种非常规的超导体，具有9 K的适度转变温度（$T_c$）。然而，当在SrTiO $_3$上生长FeSe的单原子层时，其$T_c$可以暴涨一个数量级至65 K或109 K。自2012年这一发现以来，复制、理解和扩展这些发现的努力继续引起人们的兴奋和关注。在这篇评论中，我们首先提出了一个关键的调查实验测量使用范围广泛的技术。然后，我们转向超导的微观机制的公开问题。我们检查对比的迹象，声子（传统）和磁/轨道（非传统）的电子配对的手段，并推测他们是否可以合作，以提高$T_c$在单层FeSe。
2017-03-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Revealing the Empty-State Electronic Structure of Single-Unit-Cell FeSe/SrTiO$_{3}$
我们用扫描隧道谱研究了沉积在SrTiO $_3$（001）上的超导单晶胞FeSe的满电子态和空电子态。我们结合准粒子干涉成像和衰变长度谱绘制了动量空间能带结构。除了量化的填充态能带，我们发现一个$Γ$为中心的电子口袋75毫电子伏以上的费米能量。我们的密度泛函理论计算显示了空态在$Γ$的轨道性质，并建议Se的高度是一个关键的调谐参数的能量，具有广泛的影响，电子性质。
2015-07-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
First-principles study of FeSe epitaxial films on SrTiO3
SrTiO_3衬底上FeSe薄膜高温超导性的发现引起了人们极大的实验和理论兴趣。第一性原理密度泛函理论计算在铁基块体超导体的研究中发挥了重要作用，也参与了界面超导性的研究。在这篇文章中，我们回顾了FeSe外延薄膜的电子和磁性结构的计算结果，强调不同的自由度，如电荷，自旋和晶格振动之间的相互作用。此外，FeSe的单层和双层薄膜的SrTiO 3之间的比较进行了讨论。
2015-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dipolar phonons and electronic screening in monolayer FeSe on SrTiO$_3$
在SrTiO $_3$衬底上生长的FeSe单层膜具有比体FeSe高得多的超导转变温度。FeSe层中的电子与偶极SrTiO $_3$声子的相互作用被认为是转变温度提高的原因。本文系统地研究了SrTiO $_3$纵向光学声子与FeSe电子的耦合，包括在无规相位近似水平上的电子-电子库仑相互作用.我们发现FeSe和SrTiO $_3$衬底之间的电子-声子相互作用几乎完全被FeSe单分子层中的电子涨落所屏蔽，因此净电子-声子相互作用非常弱，不可能导致超导电性。
2017-08-18 cond-mat.supr-con
Imaging Se diffusion across the FeSe/SrTiO$_3$ interface
单层FeSe的SrTiO $_3$超导报道$T_\mathrm{c}$高达100 K，但戏剧性的界面$T_\mathrm{c}$增强仍然知之甚少。SrTiO $_3$中的氧空位可以增强界面电子掺杂、电子-声子耦合和超导能隙，但其具体机制尚不清楚。在这里，我们应用扫描透射电子显微镜（STEM）和电子能量损失谱（EELS）的FeSe/SrTiO $_3$图像的扩散到SrTiO $_3$的几个单位电池的一个意想不到的深度，与同时观察到的深度分布的氧空位。我们的密度泛函理论（DFT）计算支持的关键作用，促进热驱动的硒扩散的氧空位。与FeSe单层或FeSe/SrTiO $_3$界面中通常在生长后退火期间被去除的过量Se相反，在实现超导性所必需的延长的生长后退火之后，扩散的Se保留在SrTiO $_3$块体的顶部几个晶胞中。因此，意想不到的硒在SrTiO $_3$可能有助于界面电子掺杂和电子-声子耦合，提高$T_\mathrm{c}$，这表明另一个重要的作用，作为硒扩散的促进剂的氧空位。
2022-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of the additional Se layer on the electronic structure of iron-based superconductor FeSe/SrTiO$_3$
我们用密度泛函理论研究了在SrTiO $_3$衬底上沉积的单层FeSe的结构和能带结构。SrTiO $_3$的顶部由具有和不具有氧空位的双TiO层形成。几种结构与不同的安排以上的双TiO层的附加Se原子被认为是。找到了平衡结构，并得到了它们的能带结构。在布里渊区的$Γ=(0,0,0)$点附近，空穴费米表面口袋持续存在，此外，电子口袋出现。因此，附加Se层的存在和双TiO层中的氧空位都不会导致空穴带下沉到$Γ$点附近的费米能级以下。讨论了考虑强电子相关性的必要性。
2019-07-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Heterostructural one-unit-cell FeSe/SrTiO3: from high-temperature superconductivity to topological states
FeSe/SrTiO_3异质结单胞高温超导已成为凝聚态物理和材料科学的前沿研究课题。的超导转变温度（Tc）的xFeSe薄膜是显着提高相比，其散装对应物，并可能接近液氮区根据原位光谱测量。特别地，1 UC FeSe的费米表面拓扑结构在布里渊区中心不包括空穴袋，这对铁基超导体中被广泛接受的s+波配对嵌套的符号不同的电子空穴费米袋构成了巨大的挑战。在这篇综述中，我们提出的Tc增强，电子配对和拓扑相在SrTiO 3上的1 UC FeSe探索。高温超导和拓扑电子态的共存性使得这种二维异质结构成为下一代高温拓扑超导体和（或）拓扑量子计算平台的候选者。
2019-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge transfer and electron-phonon coupling in monolayer FeSe on Nb doped SrTiO$_3$
在SrTiO $_3$衬底上生长的FeSe单层膜相对于体相是电子掺杂的，并且表现出显著更高的超导转变温度。我们提出的密度泛函计算和修改的肖特基模型纳入SrTiO $_3$的强顺电性，这表明掺杂可能是由于电荷转移从SrTiO $_3$杂质带驱动的功函数失配。物理相关水平的Nb掺杂导致掺杂的FeSe与观察兼容。计算了在SrTiO $_3$的耗尽区FeSe中电子与极性声子的耦合。一个$λ\sim 0.4$被发现，耦合到长波长声子被认为是占主导地位。
2016-03-08 cond-mat.supr-con
Suppression and revival of superconducting phase coherence in monolayer FeSe/SrTiO$_3$
本研究针对单层FeSe/STO界面超导相位相干性难以探测的问题，结合原位互感测量与ARPES表征，发现少层样品抗磁性受抑制的现象及临界层数，揭示了FeTe包覆、紫外照射对超导特性的调控规律，为理解界面超导各向异性提供了实验依据。
2022-09-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Study on fluctuations of interface-enhanced superconductivity in ultrathin FeSe/SrTiO3 by the Nernst effect
本研究通过Nernst效应测量超薄FeSe/SrTiO3薄膜，发现超导涨落仅在低于1.2 Tconset出现，表明单层FeSe/STO的赝能隙可能源于其他电子态而非超导电性。
2025-08-14 cond-mat.supr-con
Direct evidence of interfacial coherent electron-phonon coupling in single-unit-cell FeSe film on Nb-doped SrTiO3
该研究通过超快泵浦-探测光谱，发现SrTiO₃衬底的4.2 THz相干声子与FeSe电子强耦合，为单层FeSe/SrTiO₃异质结的界面增强高温超导机制提供了直接实验证据。
2024-01-29 cond-mat.supr-con
Proposal for a bulk material based on a monolayer FeSe on SrTiO3 high-temperature superconductor
受单层FeSe/SrTiO 3超导转变温度高的启发，我们提出了一种潜在的三维高温超导体FeSe-SrTiO 3超晶格，并利用密度泛函理论研究了其结构稳定性和电子结构.我们发现，FeSe和SrTiO 3层之间的结合能为约0.7 eV每（Fe 2Se 2）单位，它已经饱和在一个单一的TiO 2原子层的SrTiO 3。此外，我们分析了超晶格的动力学稳定性，并将其与块状SrTiO 3的情况进行了比较。
2016-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Inferior interfacial superconductivity in 1 UC FeSe/SrVO$_3$/SrTiO$_3$ with screened interfacial electron-phonon coupling
本研究构建了界面电子-声子耦合被屏蔽的单层FeSe/SrVO$_3$/SrTiO$_3$超导界面，发现其配对温度低于相关体系，厘清了界面EPC与维度对超导增强的贡献，提供了界面超导研究新平台。
2024-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The interactions between antiferromagnetism, tetrahedral sites and electron-phonon coupling in FeSe1-xTex and FeSe/SrTiO3
我们表明，超导转变温度Tc的FeSe 1-xTex可以计算到合理的值在一个修改的McMillan方法，其中的电子-声子耦合放大的反铁磁性和面外声子触发的四面体晶格网站。这种相互作用不仅在环境压力下有效，而且在静水压力下也有效。根据我们的模型，压缩的FeSe_（0.5）Te_（0.5）的理论Tc与实验结果一致。更重要的是，考虑到FeSe单层和SrTiO 3衬底之间的界面效应作为一个额外的增益因子，我们计算的Tc值高达91 K高，并提供证据表明，最近观察到的强Tc增强在这样的单层Tc达到100 K可能是由于增强的电子声子耦合。
2019-06-28 cond-mat.supr-con
Possible spin excitation structure in monolayer FeSe grown on SrTiO$_{3}$
基于最近对SrTiO $_{3}$上生长的单层FeSe的高分辨角分辨光电子能谱测量，我们建立了一个紧束缚模型，提出了一个能很好地拟合观测到的能带结构和超导带隙各向异性的超导配对函数.然后，我们研究了自旋激发谱，以确定可能的符号结构的SC序参量。我们发现，如果SC序参量沿费米面改变符号，则可能发生共振自旋激发。然而，这种共振位于动量空间中的不同位置相比，其他FeSe基超导体，这表明费米面的形状和配对对称性在SrTiO $_{3}$上生长的单层FeSe可能不同于其他FeSe基超导体。
2017-04-25 cond-mat.supr-con
Superconducting transition of FeSe/SrTiO3 induced by adsorption of semiconducting organic molecules
我们在SrTiO_3（001）衬底上制备了FeSe超导和非超导薄膜（FeSe/STO），并利用低温扫描隧道显微镜和光谱研究了有机分子与FeSe层之间的电荷转移引起的超导转变。在低覆盖率下，施主和受主型分子分别优先吸附在非超导和超导FeSe层上。非超导FeSe层上的施主分子诱导了超导电性，而受主分子附近的超导电性被抑制。利用扫描隧道显微镜分析了电子态和功函数的演化。这些结果说明了局域电子浓度在FeSe/STO超导转变中所起的重要作用。
2017-03-22 cond-mat.supr-con
Phonon-enhanced superconductivity at the FeSe/SrTiO3 interface
室温超导体的梦想激发了人们寻找提高超导转变温度（Tc）的途径的强烈研究努力。因此，在SrTiO 3衬底上的单层FeSe在所有界面超导体和铁基超导体中具有非常高的Tc，特别令人感兴趣，但其高Tc的机制仍然是神秘的。在这里，我们通过同位素效应表明，在FeSe中的电子与衬底中的氧声子耦合，并且超导电性与耦合强度呈线性增强，在重电子掺杂的FeSe的本征超导电性之上。我们的观测结果解决了FeSe/SrTiO 3的谜团，并在实验上建立了相关高温超导体中电子-声子前向散射的关键作用和独特行为。层间电子-声子相互作用和关联之间的有效合作为开发更多的高Tc界面超导体提供了一条前进的道路，并可能有助于理解具有层状结构的块体高温超导体的高Tc。
2017-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Suppression of nematicity by tensile strain in multilayer FeSe/SrTiO$_3$ films
结合 ARPES、NMR 和 STM 研究 MBE 生长的多层 FeSe/SrTiO$_3$ 薄膜，发现界面拉伸应变抑制向列性，而远离界面处恢复体相强度。
2023-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electric-field-induced superconductivity in electrochemically-etched ultrathin FeSe films on SrTiO3 and MgO
在最近发现的铁基超导体中，生长在SrTiO 3衬底上的FeSe的SiO2薄膜已经独特地发展成为高超导转变温度（TC）材料。高温超导的机制一直是人们争论的焦点，主要是分子束自下而上外延生长的FeSe薄膜的超导能隙。在这里，我们展示了另一种途径来研究高TC的超导性，在三端晶体管配置的自顶向下的电化学蚀刻技术在FeSe的。除了SrTiO 3上的高TC FeSe之外，MgO上的电化学蚀刻的Al 2 O3 FeSe晶体管也在40 K附近表现出超导性，这意味着电场的应用有效地有助于Al 2 O3 FeSe中的高TC超导性，而与衬底材料无关。此外，在外加电场条件下，可观测到的高TC超导临界厚度可扩展到10个晶胞，绝缘体-超导体转变受静电控制.目前的演示表明，电场对导带和价带的影响起着至关重要的作用，诱导高TC的超导电性FeSe。
2015-10-01 cond-mat.supr-con
The Role of SrTiO3 Phonon Penetrating into thin FeSe Films in the Enhancement of Superconductivity
在SrTiO_3上的FeSe薄膜中，界面耦合对超导电性增强的重要作用已被广泛认识。但这种耦合的明确起源还有待确定。利用高分辨电子能量损失谱对薄膜表面声子进行了测量，发现SrTiO 3的Fuchs-Kliewer（F-K）声子模产生的电场能够穿透FeSe薄膜并与其中的电子发生强烈的相互作用。在SrTiO 3上的单层FeSe中，~92 meV F-K声子的模式特定的电子-声子耦合（EPC）常数为~0.25。随着FeSe厚度的增加，穿透场强呈指数衰减，这与观察到的超导能隙的指数衰减很好地匹配。结果表明，SrTiO_3 F-K声子进入FeSe是界面超导电性增强的关键。
2016-08-10 cond-mat.supr-con
Origin of charge transfer and enhanced electron-phonon coupling in single unit-cell FeSe films on SrTiO3
界面电荷转移和电子-声子耦合已被建议在最近发现的单晶胞FeSe薄膜SrTiO 3的高温超导性中发挥至关重要的作用。然而，它们的起源仍然难以捉摸。在这里，使用紫外光电子能谱（UPS）和元素敏感的X射线光电子能谱（XPS），我们确定了加强的Ti-O键，有助于界面增强的电子-声子耦合，并揭示了在FeSe/SrTiO 3界面的能带弯曲，导致从SrTiO 3到FeSe薄膜的电荷转移。我们还观察到带重整化，伴随着超导的发病。我们的结果不仅提供了有价值的见解界面增强的超导性的机制，但也指出了一个有前途的路线，设计新的超导体的异质结构与能带弯曲诱导的电荷转移和界面增强的电子-声子耦合。
2017-12-19 cond-mat.supr-con
Capping layer influence and isotropic in-plane upper critical field of the superconductivity at the FeSe/SrTiO3 interface
由于FeSe/SrTiO 3的临界温度（Tc）比体相FeSe的显著提高，以及非常规配对机制和拓扑超导性的可能性，理解FeSe/SrTiO 3界面处的超导电性是一个当代非常感兴趣的问题。本文报道了用分子束外延法在SrTiO_3上生长的FeSe薄膜中，覆盖层对超导电性的影响。我们在真空中使用四探针电阻测量和非原位磁输运测量来检查三个覆盖层的效果，提供明显不同的电荷转移到FeSe：化合物FeTe，非金属Te，和金属Zr。我们的研究结果表明，FeTe提供了一个最佳的上限，几乎不影响原始FeSe/SrTiO 3中发现的固有Tc，而从非金属Te帽的空穴传输完全抑制超导性，并导致绝缘行为。最后，我们使用非原位磁电阻测量FeTe覆盖的FeSe薄膜提取的角度依赖的面内上临界磁场。我们的观察揭示了一个几乎各向同性的面内上临界场，提供洞察高温超导FeSe的对称性和配对机制。
2020-10-11 cond-mat.supr-con
Superconductivity dichotomy in K-coated single and double unit cell FeSe films on SrTiO3
本文报道了在SrTiO_3（001）衬底上单晶胞（1-UC）和2-UC FeSe薄膜在钾离子吸附下的超导电性演化。通过原位扫描隧道光谱测量，我们发现1-UC FeSe薄膜的超导电性随着K覆盖率的增加而不断受到抑制，而非超导的2-UC FeSe薄膜则变为超导，其禁带宽度为~17 meV或~11 meV，这取决于下面的1-UC薄膜是否超导。研究结果表明，界面电子-声子耦合与FeSe/STO界面的电荷转移密切相关，并在1-UC和2-UC FeSe薄膜中对增强Cu对起着重要作用。
2015-09-29 cond-mat.supr-con
Interface-induced superconductivity and strain-dependent spin density wave in FeSe/SrTiO3 thin films
铁基高温超导体（Fe-HTS's）的超导转变温度（Tc）一直保持在56 K。最近，在SrTiO_3衬底上生长的单层FeSe薄膜中，有新的65 K Tc记录的迹象。在这里，与原位光电子能谱测量，我们证实了自旋密度波（SDW）在FeSe薄膜，Fe-HTS的一个关键成分，在FeSe之前，这是错过了减弱与厚度增加或应变减少。我们表明，超导性发生时，从氧空位基板转移的电子抑制，否则最明显的SDW在单层FeSe。除了提供对FeSe薄膜的全面理解和进一步提高其Tc的方向外，我们还建立了FeSe与晶格常数的相图，其中包含了Fe-HTS的所有基本物理特性。它具有结构最简单、成分最纯净、调谐参数单一等优点，是铁基高温超导理论测试的理想设备。
2013-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Identification of a Large Amount of Excess Fe in Superconducting Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
在SrTiO 3（STO）衬底上生长的单层FeSe薄膜因其具有极高的超导临界温度（Tc）而受到人们的广泛关注。通常认为外延生长的单层FeSe/STO膜的组成是化学计量的，即，Fe和Se的比例为1：1。在这里，我们报告了大量的过剩铁的超导单层FeSe/STO膜的识别。通过在超导单层FeSe/STO膜上沉积Se，我们通过原位扫描隧道显微镜（STM）发现，在退火过程中，在比通常的生长温度（$\sim$ 490° C）低得多的令人惊讶的低温（$\sim$ 150° C）下，在第一层的顶部上形成第二层FeSe岛。这一观察结果被用来检测过量的Fe和估计其数量在单层FeSe/STO膜。检测到的过量Fe的量为至少20%，这对于超导单层FeSe/STO膜是令人惊讶地高的。在理解高Tc超导性时应考虑到这种大量过量Fe的发现，并指出进一步提高超导单层FeSe/STO膜中Tc的可能途径。
2019-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Common Electronic Origin of Superconductivity in (Li,Fe)OHFeSe Bulk Superconductor and Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
铁基超导体的高温超导机制一直是凝聚态物理中的一个悬而未决的问题。电子结构，特别是费米表面拓扑结构，被认为在决定超导电性方面发挥着至关重要的作用。最近的启示不同的电子结构和可能的高温超导性与转变温度Tc高于65 K的单层FeSe薄膜生长在SrTiO 3衬底上提供了关键信息的费米表面拓扑结构和界面的作用，诱导或增强超导性。利用高分辨角分辨光电子能谱测量了一种新型FeSe基超导体（Li 0.84 Fe 0.16）OHFe 0.98 Se的电子结构和超导能隙，其Tc为41 K。研究发现，该超导体在费米面拓扑、能带结构和无节点的各向同性超导能隙等方面与FeSe/SrTiO 3超导单层膜具有非常相似的电子行为.这些观察结果为理解FeSe/SrTiO 3单层薄膜的高温超导性以及铁基超导体的超导机制提供了重要的见解。
2015-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thickness dependence of superconductivity and superconductor-insulator transition in ultrathin FeSe films on SrTiO3(001) substrate
SrTiO 3（001）（STO）衬底上单胞FeSe薄膜的界面增强高温超导性是近年来凝聚态物理和材料科学研究的热点。本文利用非原位输运测量方法研究了STO衬底上不同厚度的FeSe超薄膜的超导电性。我们发现，开始超导转变温度（Tc）随FeSe薄膜厚度的增加而降低，这是在传统的超导薄膜中通常观察到的行为相反。通过对5 μ C FeSe薄膜的系统后退火，我们观察到了绝缘体到超导体的转变，根据相应的霍尔测量，在低温下伴随着占主导地位的载流子从空穴到电子的符号变化。
2015-07-30 cond-mat.supr-con
Tuning stoichiometry and its impact on superconductivity of monolayer and multilayer FeSe on SrTiO3
单层FeSe SrTiO 3上的合成，大大增强了超导电性相比，散装FeSe，仍然是困难的。正如世界各地不同小组所报道的那样，总是需要在一定温度窗口内进行长时间退火以实现超导样品，但退火诱导超导性的机制尚未阐明。我们生长FeSe薄膜SrTiO 3的分子束外延和调整化学计量比通过沉积额外的少量的Fe原子。单层膜成为超导铁沉积后，没有任何退火，并表现出类似的超导转变温度的退火膜在运输测量。我们还证明了在5-unit-cell薄膜上，FeSe多层膜可以在具有Fe空位的非超导$\sqrt{5} \times \sqrt{5}$相和超导$1 \times 1$相之间可逆地调谐。我们的研究结果表明，传统的退火工艺在本质上消除了铁空位和额外的铁沉积作为一个更有效的方式来实现超导电性。这一工作突出了化学计量在FeSe薄膜超导性中的重要性，并为制备超导样品提供了一条简便的途径。
2020-02-15 cond-mat.supr-con
Checkerboard order state in superconducting FeSe/SrTiO3(001) monolayer
该研究通过STM/STS在超导FeSe/SrTiO3(001)单层中发现棋盘电荷序，周期为四倍铁原子间距，仅存在于超导态，且强度在Tc附近增强，暗示其与高Tc超导性相关。
2023-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced superconductivity and evidence for novel pairing in single-layer FeSe on SrTiO3 thin film under large tensile strain
采用外延生长方法制备了面内晶格常数为3.99的FeSe/Nb：SrTiO 3/KTaO 3异质结单层薄膜，并对其进行了原位角分辨光电子能谱研究。两个椭圆形的电子袋在Brilliant区角落解决与它们之间的杂交可以忽略不计，这表明低能量的电子结构的对称性保持完整的独立的单层FeSe，虽然它是在基板上。对于铁基超导体，超导能隙在70 K的创纪录高温下闭合。有趣的是，超导能隙分布是各向异性的，但在电子袋周围是无节点的，在两个电子袋的交叉处具有最小值。我们的结果对现有的理论提出了强有力的约束，并支持根据晶格对称性分类的奇偶校验自旋单重态配对通道的共存。
2013-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
How correlated is the FeSe/SrTiO$_3$ system ?
最近观察到FeSe单层中的$\sim$比其体相高10倍的临界温度，这引起了极大的关注，因为单层相中的电子结构似乎与体相FeSe不同。结合密度泛函理论和动力学平均场论，我们发现电子关联对预测的FeSe/SrTiO $_3$单层的原子尺度几何结构和电子结构有重要影响.无论是在体相还是在单层相中，电子关联都主要受Se-Fe-Se夹角的控制。但与体相相比，单层相的角度敏感性增加，轨道微分减小。相关性更依赖于Hund的J而不是Hubbard U。所观察到的轨道选择性不相干相干交叉与温度证实了Hund的单层FeSe的金属性质。我们还发现，在SrTiO $_3$中的氧空位的电子掺杂增加的相关强度，特别是在$d_{xy}$轨道通过减少Se-Fe-Se角。
2017-08-04 cond-mat.supr-con
An extensive impurity-scattering study on the pairing symmetry of monolayer FeSe films on SrTiO3
确定单层FeSe薄膜在SrTiO 3上的对对称性是理解该系统中高超导转变温度的必要条件，这引起了激烈的理论和实验研究，但仍存在争议。在这里，通过在FeSe单层膜中引入几种类型的点缺陷，我们进行了系统的调查，杂质引起的电子状态的空间分辨扫描隧道光谱。从表面吸附，化学取代到内在结构修饰，这些缺陷产生了各种散射强度，这使得对对称性的新见解。
2017-12-19 cond-mat.supr-con
In-plane optical spectroscopy study on FeSe epitaxial thin film grown on SrTiO$_3$ substrate
利用脉冲激光沉积法在SrTiO $_3$衬底上生长了（00 l）FeSe薄膜，并对其进行了面内光谱测量。研究表明，低频电导率由两个Drude分量组成，一个是宽的分量，占了大部分谱权，另一个是非常窄的分量，大约在100-150 \cm以下。窄的Drude组分位于如此低的频率，以至于在铁磷属元素化物中没有观察到这种行为。整体等离子体频率被发现是小于基于FeAs的化合物，这表明了更强的相关效应。类似于铁磷属元素，FeSe观察到温度诱导的光谱重量转移。然而，相关的能源规模较低。此外，从最近的ARPES测量，揭示了自旋密度波（SDW）秩序在低温下生长的SrTiO $_3$衬底上的FeSe薄膜不同，没有签名的能带结构重建所产生的SDW秩序的形成被视为通过光学测量厚FeSe膜。
2013-03-19 cond-mat.supr-con
Atomic and electronic structures of FeSe monolayer and bilayer thin films on SrTiO$_3$ (001): a first-principles study
采用第一性原理电子结构计算方法，研究了以SrO和TiO $_2$为终端的SrTiO $_3$（001）上FeSe单层和双层薄膜的电子结构.我们发现，无论是单层和双层的FeSe在任何终端表现出类似于一个轻微的杂质半导体和共线反铁磁秩序的Fe离子。在FeSe层和衬底之间没有实质的电荷转移。FeSe通过偶极-偶极相互作用粘附到SrTiO $_3$表面。费米面主要是Fe-3d轨道的贡献。主要由TiO $_2$层中的O-$2p$轨道贡献的价带位于稍低于费米能级的位置，其可以在少量掺杂空穴时变成导电的.
2012-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Plain s-wave superconductivity in single-layer FeSe on SrTiO3 probed by scanning tunneling microscopy
在SrTiO_3（001）衬底上的单层FeSe薄膜是最近发现的界面超导体系的冠军，其超导性比铁基块体超导体有很大的提高。它的超导机制是非常有趣的。虽然薄膜具有简单的费米面拓扑结构，但其对对称性是不稳定的。本文利用低温扫描隧道显微镜（STM）系统地研究了FeSe/SrTiO_3（001）单层薄膜的超导电性。在薄膜中观察到了完全带隙的隧穿谱和磁涡旋晶格。准粒子干涉（QPI）图案揭示了电子袋之间和内部的散射，并对可能的配对对称性提出了限制。通过在样品中引入杂质原子，我们发现磁性杂质（Cr，Mn）可以局部抑制超导电性，而非磁性杂质（Zn，Ag和K）则不能。结果表明，单层FeSe/SrTiO 3具有平坦的s波配对对称性，其序参量在所有费米面截面上具有相同的相位。
2015-04-09 cond-mat.supr-con
First-principles study of magnetic frustration in FeSe epitaxial films on SrTiO$_3$
采用范德华修正的第一性原理计算，研究了电子掺杂和声子振动对SrTiO $_3$上单层和双层FeSe外延膜磁性的影响.对于单层FeSe外延膜，电子掺杂和声子振动的综合作用容易导致共线反铁磁态和棋盘格反铁磁Néel态之间的磁阻挫.对于双层FeSe外延膜，底层电子掺杂比顶层更容易引起磁阻挫。基本的物理是掺杂的电子在FeSe层和衬底之间的界面处积累。这些结果与现有的实验研究是一致的。
2015-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Insulating Parent Phase and Distinct Doping Evolution to Superconductivity in Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
单层FeSe/SrTiO_3（FeSe/STO）薄膜由于其简单的晶体结构、独特的电子结构和极高的超导转变温度（Tc）而受到人们的广泛关注。单层FeSe/STO薄膜中Tc显著增强的起源以及单层和多层FeSe/STO薄膜之间超导性的二分法仍然存在争议。在这里，我们报告了对单层和多层FeSe/STO薄膜中掺杂的电子结构演变的全面高分辨率角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜/光谱测量。我们发现，单层FeSe/STO薄膜有一个明显的母相和掺杂演变的路线，从根本上不同于多层FeSe/STO薄膜的超导性。单层FeSe/STO薄膜的母相是绝缘的，其掺杂演化过程与铜氧化物超导体中掺杂莫特绝缘体的演化过程非常相似。在多层FeSe/STO薄膜中，通过电子掺杂抑制母体化合物中的有序，从而发生高Tc超导。单层FeSe/STO薄膜代表了铁基超导体中母体化合物是绝缘体的第一个明确情况。我们观察到的独特的母态和掺杂的单层FeSe/STO薄膜的演变提供了关键的洞察力，了解其创纪录的高Tc超导。它们还提供了一种在铁基超导体中实现高温铜酸盐超导体中常见的超导性的新途径。
2019-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superconducting states in monolayer FeSe/SrTiO$_{3}$
在单晶SrTiO $_{3}$衬底上生长的单层FeSe（FeSe/STO）具有显著的高温超导性，其转变温度$T_{c}$超过65 K。本文通过对FeSe独特电子结构的分析和对对称性的系统分类，发现在单层FeSe中，具有奇宇称的$s$ -和$p$ -波对都能产生拓扑超导态，而$s$波拓扑超导态的奇异性质与其独特的非对称晶格结构密切相关，动量锁定我们的结果表明，单层FeSe可以在拓扑非平凡的$s$波超导态，如果相关的有效配对相互作用是占主导地位的比较，与其他候选人。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multichannel superconductivity of monolayer FeSe on SrTiO$_3$: Interplay of spin fluctuations and electron-phonon interaction
我们研究了电子-声子耦合以及自旋和电荷涨落对SrTiO $_3$衬底上单层FeSe超导态的影响。这三个玻色子介质库珀配对平等对待的多通道，全带宽，多频带，各向异性的Eliashberg理论的相互作用状态。我们的自洽计算表明，s波对称的超导能隙是兼容的，只有完全没有自旋涨落。当自旋涨落存在时，总是得到符号变化的无节d波配对对称性，但解释能隙大小和临界温度的基本成分仍然是界面电子-声子相互作用。
2020-09-18 cond-mat.supr-con
Ultrafast Dynamics Evidence of High Temperature Superconductivity in Single Unit Cell FeSe on SrTiO3
最近在SrTiO 3（1UC FeSe/STO）1上的一个晶胞厚FeSe中观察到高温超导性，为实现更高的转变温度（Tc）超导体开辟了一条新途径，并建立了一个有前途的不同范式来理解高温超导性的机制2 -10。然而，对高Tc值的独立确认，覆盖层在降低Tc中的作用，以及新型超导性的潜在机制仍然是悬而未决的问题11。本文报道了在2UC FeTe覆盖层保护下的1UC FeSe/STO的激发态超快动力学的时间分辨研究，确定了超导Tc为68（-5/+2）K.我们发现了一个相干的声学声子模式的覆盖层，这提供了一个额外的衰变通道的胶合玻色子和解释降低的Tc值。我们的研究支持声子配对的情况。
2015-02-23 cond-mat.supr-con
Ubiquitous strong electron phonon coupling at the interface of FeSe/SrTiO3
SrTiO 3（STO）（001）上的单晶胞（1UC）FeSe的高温超导性和通过角分辨光电子能谱（ARPES）观察到的复制带已经导致推测FeSe电子和STO声子之间的耦合是导致Tc相对于其他FeSe基超导体的增强的原因1，2。然而，最近在STO的（110）表面上生长的FeSe中观察到类似的超导能隙，这提出了类似机制是否适用的问题3，4。本文报道了用ARPES方法对STO（110）衬底上生长的FeSe电子结构的研究。与FeSe/STO（001）中的结果类似，观察到清晰的复制带。我们还提出了一个STO（001）和STO（110）裸表面，其中光掺杂产生金属表面态的比较研究。类似的复制带分离的主要频带由大约相同的能量被观察到，表明这种耦合是一个通用的功能的STO表面和接口。我们的研究结果表明，在两个不同的STO表面终端上生长的FeSe薄膜中观察到的大的超导能隙可能是由FeSe电子和STO声子之间的共同耦合增强的。
2016-08-05 cond-mat.supr-con
Staggered FeSe Monolayer on SrTiO$_3$ (110) surface
研究了FeSe在各向异性SrTiO $_3$（110）表面单层膜的电磁性质。当压应变从衬底沿$[1\bar{1}0]$方向施加时，单层FeSe具有交错的二分铁晶格，其沿面外方向的高度差约为0.06 μ m。交错导致更强的磁挫折之间的共线和棋盘形反铁磁订单，和应变拉长一个电子和两个空穴袋沿应变方向和其余的空穴袋沿正交方向。在$Γ$处的应变引起的能带分裂也可以导致能带反转，以驱动系统进入拓扑非平凡相。在交错晶格上没有强的超导抑制表明超导配对可能对两个Fe子晶格之间的相互作用和跳跃参数的修改不敏感。
2016-01-15 cond-mat.supr-con
Dynamic interfacial polaron enhanced superconductivity of FeSe/SrTiO3
在SrTiO_3衬底上制备的FeSe单层薄膜的超导电性显著增强，引起了人们的广泛研究兴趣。目前，关于相应的电子-玻色子相互作用的结论性实验数据仍然缺失。在这里，我们使用非弹性电子散射光谱和角分辨光电子能谱表明，在这些系统中的电子是由强烈的极化晶格畸变的SrTiO 3，和不可缺少的非绝热性质的这种耦合导致形成的动态界面极化子穿着。此外，极化子的集体运动的结果在极化等离子体激元模式，这是明确相关的FeSe薄膜的存在下的SrTiO 3的表面声子。微观模型表明，界面极化子-极化子相互作用导致的超导电性增强。
2018-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spectroscopic Evidence of Superconductivity Pairing at 83 K in Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
在SrTiO 3衬底上生长的FeSe单层薄膜（FeSe/STO）由于其可能具有创纪录的高超导临界温度Tc和独特的电子结构而引起了人们的广泛关注。然而，由于从输运、磁性和光谱测量获得的结果不一致，它的Tc到底能达到多高一直存在争议。在这里，我们报告在83 K的单层FeSe/STO膜的超导配对的光谱证据。通过制备高质量的单层FeSe/STO薄膜，我们观察到的第一次强超导诱导Bogoliubov背弯曲带延伸到相当高的结合能~100 meV的高分辨率角分辨光电发射测量。Bogoliubov回弯带提供了一个新的明确的基准超导配对，直接观察到高达83 K的单层FeSe/STO膜。此外，我们还发现超导配对态可以进一步分为64-83 K和64 K以下两个温度区。我们认为64-83 K区域可能是超导涨落的结果，而低于64 K的区域则对应于长程超导相位相干的实现。这些结果表明，无论是高达83 K的Tc是可实现的铁基超导体，或有一个赝能隙形成的超导波动在单层FeSe/STO膜。
2020-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The interfacial effects on the spin density wave in FeSe/SrTiO3 thin film
最近，在SrTiO 3（STO）衬底上的FeSe薄膜中观察到超导转变温度（Tc）超过60 K和自旋密度波（SDW）的迹象，这表明超导性和磁性之间存在很强的相互作用。通过第一性原理计算，我们发现衬底诱导的张应变通过增强Se原子桥连的次近邻超交换反铁磁相互作用，使FeSe薄膜中的SDW态趋于稳定.另一方面，我们发现当衬底中存在氧空位时，从衬底到第一层FeSe的电荷转移会抑制第一层FeSe的磁有序，从而导致高温超导现象的发生。此外，当FeSe在无缺陷的STO衬底上时，由于Fe 3d轨道之间的电荷重新分配，SDW的稳定性降低。我们的研究结果为最近的实验结果提供了一个全面的微观解释，并为进一步探索这种新型超导界面的超导性和磁性奠定了基础。
2013-10-21 cond-mat.supr-con
Modulation doping of the FeSe monolayer on SrTiO$_3$
在SrTiO $_3$（STO）衬底上的FeSe单层膜中发现的高温超导性引起了人们对界面超导性的极大兴趣。迄今为止达成的协议之一是，衬底中杂质的调制掺杂对于增强超导性至关重要。值得注意的是，已经在一系列Ti氧化物衬底上观察到每个Fe约0.1个电子的普遍掺杂，即所谓的“神奇”掺杂，\textit{i.e.}，这得出结论，可能存在一些重要的相互作用限制FeSe掺杂。我们的研究发现，在界面Se的极化变化，因为在自支撑的FeSe膜中的接近衬底显着放大的总电势差在界面上的功函数差异以上，并超出了电荷转移。此外，具有大量自由电子的钛酸盐衬底基本上充当"无限“电荷库，这导致饱和的FeSe掺杂，同时完全去除界面电势梯度。我们的工作发展了范德华材料/氧化物异质结构中调制掺杂的理论，为解决钛酸盐上FeSe单层膜中的“神奇”掺杂难题提供了一个解决方案。该信息还提出了实验途径，以适应通过调制掺杂的FeSe单层的可变载流子密度。
2022-06-23 cond-mat.supr-con
Interface enhanced electron-phonon coupling and high temperature superconductivity in potassium-coated ultra-thin FeSe films on SrTiO3
用低温扫描隧道显微镜研究了碱金属（钾）在分子束外延SrTiO 3上生长的FeSe薄膜（厚度从2-UC到4-UC）上的吸附。在适当的钾覆盖率（0.2-0.3单层）下，薄膜的隧穿谱都表现出大于11 meV的类超导带隙（是体FeSe带隙值的5倍），并在11 meV和21 meV处表现出两个明显的特征声子模。结果揭示了界面增强的电子-声子耦合对系统高温超导性的关键作用，并与最近的理论相一致。我们的研究提供了令人信服的证据，这种类型的异质结构超导系统的传统配对机制。
2015-08-26 cond-mat.supr-con
Electron phonon coupling versus photoelectron energy loss at the origin of replica bands in photoemission of FeSe on SrTiO$_3$
最近，利用角分辨光电子能谱（ARPES）对单层FeSe/SrTiO $_3$中的复制带的观测引发了关于FeSe电子与衬底声子耦合对超导转变温度的潜在影响的激烈讨论。在这里，我们提供了强有力的证据表明，在单层FeSe/SrTiO $_3$系统和其他几种情况下观察到的复制带主要是由于逃逸的光电子的能量损失过程，导致从众所周知的外部传播电子的强烈耦合到Fuchs-Kliewer（F-K）的表面声子在离子材料一般。利用半经典介电理论计算了单层FeSe/SrTiO $_3$上的光电子能量损失谱。我们的结果表明，所观察到的复制带主要是由于非本征光电子能量损失，而不是由于电子声子相互作用的Fe d电子与衬底声子。在这些单层的超导转变温度的强烈增强仍然是一个悬而未决的问题。
2018-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Interband pairing as the origin of the sublattice dichotomy in monolayer FeSe/SrTiO_3
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院）；Kavli Institute of Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学 Kavli理论科学研究所）；New Cornerstone Science Laboratory（新基石科学实验室）
单层FeSe/SrTiO_3中亚晶格二元性源于能带间配对，无论对称性打破发生在正常态还是配对态，均需能带间配对来解释超导机制。
2025-11-11 cond-mat.supr-con
High temperature superconducting FeSe films on SrTiO3 substrates
二维极限下的界面增强超导电性已成为凝聚态物理中最有趣的研究方向之一。在这里，我们报告的超薄FeSe薄膜的超导性能与一个单位电池（1-UC）的厚度生长在导电和绝缘SrTiO 3（STO）衬底。对于导电STO衬底上的1-UC FeSe（Nb-STO），磁化强度与温度（M-T）的测量显示在85 K下的抗磁信号，表明在此高温下出现超导性的可能性。对于绝缘STO衬底上的FeSe薄膜，进行了系统的输运测量，FeSe薄膜的方块电阻表现出Arrhenius TAFF行为，从单涡旋钉扎区到集体蠕变区的交叉。更有趣的是，霍尔电阻随温度的符号反转，观察到，表明在1-UC FeSe膜的Tc以上的电子传导从空穴传导的交叉。
2014-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
