Topological superconductivity at the edge of transition metal dichalcogenides
时间反演破缺拓扑超导体是一种新的物质状态，它可以在边缘支持Majorana零模。本文提出了一维拓扑超导和Majorana零模的一种新实现。所提出的系统由过渡金属二硫属化物MX2（M=Mo，W; X=S，Se）的超导衬底上的单层。基于第一性原理计算，我们发现以金属原子M为终端的单分子膜MX 2的锯齿形边缘具有强自旋轨道耦合和自发磁化的边缘态.通过与超导衬底的邻近耦合，可以在这样的边缘处诱导拓扑超导性。我们提出了NbS 2作为衬底的自然选择，并基于第一性原理计算和低能有效模型估算了邻近感生超导能隙。作为我们的理论的实验结果，我们预测，马约拉纳零模式可以检测到在120度角的MX2片在超导基板附近。
2013-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
LaO as a candidate substrate for realizing superconductivity in FeSe epitaxial film
FeSe单层膜在SrTiO $_3$（001）衬底上的超导转变温度（$T_c$）的显著提高引起了人们的广泛关注。基于第一性原理的电子结构计算，我们提出了另一种候选衬底LaO（001），用于外延生长FeSe单层以实现超导电性。计算结果表明，对于FeSe单分子层在LaO（001）上的最佳吸附结构，条状反铁磁态和二聚体反铁磁态几乎能量简并，表明存在有利于超导电性出现的强磁涨落.根据Bader电荷分析，计算出的从LaO衬底到FeSe单层的电子掺杂约为0.18个电子/Fe原子，甚至大于FeSe/SrTiO $_3$（001）的情况。由于LaO也被报道为具有$T_c$ ~ 5 K的超导体，因此它可能对外延FeSe膜具有超导邻近效应，反之亦然。这些结果表明，LaO将是一个有趣的衬底，研究界面相关的超导性。
2021-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electron-phonon vertex and its influence on the superconductivity of two-dimensional metals on a piezoelectric substrate
我们研究了二维金属中的电子与压电基底中的声学声子之间的相互作用。基本不等式可以从一般的能量论证中得到。因此，声子介导的吸引力可以被证明永远不会克服电子库仑排斥，至少对于长声子波长。我们研究了这些声子对二维电子气（如石墨烯）可能的配对不稳定性的影响。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-dimensional superconductivity of the Ca-intercalated graphene on SiC: vital role of the interface between monolayer graphene and the substrate
Ca的插入为SiC上石墨烯的超导电性开辟了一条道路。然而，原子和电子结构对超导性至关重要，仍在讨论中。我们发现单层石墨烯和SiC衬底之间的界面的超导性的重要作用。在Ca-嵌入过程中，在界面处，终止SiC的碳层通过SiC的Ca-终止而变为石墨烯（单层石墨烯变为双层），其中诱导比独立模型更多的载流子。然后，Ca被插入石墨烯层之间，其显示出超导电性，更新的临界温度（$T_{C}$）高达5.7 K。另外，$T_{C}$与正常态电导率的关系是不寻常的，呈“圆顶状”。这些发现超出了简单的C6 CaC 6模型，其中s波BCS超导性的理论预测。本工作提出了一个在SiC上的石墨烯的嵌入诱导的超导电性的一般图片，并阐明了由其他嵌入物诱导的超导电性的潜力。
2021-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Guided nucleation of superconductivity on a graded magnetic substrate
我们证明了沉积在直径逐渐增加的周期性铁磁点阵列上的薄膜中的超导电性的受控空间成核。点的垂直磁化诱导样品中的涡旋-反涡旋分子，（反）涡旋的数量随磁体尺寸增加。所得到的点之间的反涡旋密度的梯度预先确定作为所施加的外部场和温度的函数的样品中的超导性的局部成核。此外，外加磁场和反涡旋之间的补偿导致临界温度的空前提高。
2010-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity induced superconductivity in monolayer CuO$_{2}$ on the cuprate substrates
为了理解最近观察到的在Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$衬底上生长的单层CuO $_2$的高温超导性，我们提出了一个考虑衬底邻近效应的杂化氧$p_x$和$p_y$轨道的双带模型.我们证明了节点和无节点的d波超导态都可以由邻近效应引起，这取决于配对参数的强度。
2016-09-17 cond-mat.supr-con
Fast formation and superconductivity of MgB2 thick films grown on stainless steel substrate
研究了在不锈钢衬底上生长的MgB_2厚膜的制备、表征和超导电性。进行了XRD、SEM和磁性测量。结果表明，将样品加热到660 ℃，然后立即冷却到室温，可以快速形成MgB 2厚膜。XRD显示高于90%的MgB 2相和小于10%的MgO。然而，在800 ℃下烧结4小时的样品含有MgB 4和MgO杂质，除了MgB 2。快速形成的MgB 2薄膜似乎具有良好的晶粒连接性，在5 K和1 T下给出8 × 10 4 A/cm 2的Jc，并且在20 K零场下保持该值。
2001-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Interplay of screening and superconductivity in low-dimensional materials
库仑相互作用的定量描述开发的二维超导材料，使我们能够比较内在与外部屏蔽效应，如那些由于基板。使用的掺杂单层的二硫化钼嵌入在一个可调的介电环境中的例子，我们证明了外部屏蔽的影响是有限的长度尺度，从下面的准二维材料的有效厚度和从上面的固有的屏蔽长度的范围。因此，它被发现，非常规的库仑驱动的超导性不能诱导在二硫化钼单独通过调整衬底的属性。我们对延迟Morel-Anderson库仑势{μ*}的计算表明，库仑相互作用（由约化层厚度和衬底性质重整化）可以改变单层MoS 2中电子-声子驱动超导相的起始位置，但对最佳掺杂下的临界温度没有显著影响。
2016-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Controlling superconductivity of CeIrIn$_5$ microstructures by substrate selection
超导体/金属界面通常制造在连接这些不同材料的异质结构中。最近，一种概念上不同的方法利用了重费米子超导体的应变敏感性，通过应变梯度选择性地将晶体区域转变为金属态。应变是由样品和基底之间的差异热收缩产生的。在这里，我们提出了一个改进的有限元模型，可靠地预测超导转变温度CeIrIn $_5$，即使在复杂的结构。采用不同的衬底来将应变场定制成所需的形状。使用这种方法，高度复杂和应变以及应变无微结构的制造，以验证模型。这使得能够完全控制微观应变场，并形成了更先进的超导体结构的基础，如约瑟夫森结。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical role of substrate in the high temperature superconductivity of single layer FeSe on Nb:BaTiO$_3$
在寻求高温超导体的过程中，金属和电介质之间的界面被提出可以通过界面辅助配对来实现非常高的超导转变温度（$T_c$）。最近，在SrTiO $_3$衬底上生长的单层FeSe（SLF）薄膜中，已经报道了高达65 K的$T_c$的迹象。然而，除了掺杂电子和施加应变之外，衬底是否以及如何促进超导性仍然不清楚。在这里，我们报告的各种SLF薄膜上的生长厚BaTiO $_3$膜顶部KTaO $_3$基板，与符号为$T_c$高达$75$ ~K，接近液氮沸腾温度。研究发现，具有相似掺杂和晶格的SLF只有在衬底上才表现出高的$T_c$，并且其能带结构强烈依赖于衬底。我们的研究结果突出了底物在SLF中对高$T_c$的深刻作用，并为理解其机制提供了新的线索。
2014-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The crucial role of substrate in FeSe/STO: new insights to interface-driven superconductivity from first-principles
该研究通过第一性原理计算揭示衬底对FeSe超导特性的关键调控作用，阐明界面轨道杂化等效应的机制，为设计高温FeSe基超导体提供新思路。
2025-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ab initio calculation of a Pb single layer on a Si substrate: two-dimensionality and superconductivity
我们报告的第一性原理计算的超导电性在一个单一的铅层在硅衬底上，包括声子和RPA屏蔽库仑相互作用的充分治疗内的参数自由的超导体的密度泛函理论的框架。一个彻底的调查表明，几个近似，通常是有效的散装系统失败，在这种约束的二维几何形状。计算得到的临界温度远高于实验值1.86K。我们认为，实验Tc抑制的唯一合理的解释是发病的超导序参量的波动。
2015-03-03 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
Substrate-supported triplet superconductivity in Dirac semimetals
在石墨烯及其新兴的狄拉克物理学的成功的刺激下，对原子薄系统中多功能和可调电子特性的追求导致了各种化学类别的2D化合物的发现。特别是，第IV族元素的蜂窝晶格，如硅烯和锗烯，已被实验发现。无论是合成的必要性还是应用目的所需的特征，大多数2D材料都需要支撑基底。在这项工作中，我们强调建设性的影响基板，使实现奇异的电子量子态的物质，其中出现的屈曲作为决定性的材料参数可调的基板。在锗烯沉积在MoS $_2$上的例子中，我们发现单层和衬底之间的耦合，以及屈曲的六边形几何形状，合谋提供了一个非常适合的情况下，非常规的三重态超导电性adatom辅助掺杂。
2018-09-11 cond-mat.supr-con
Triplet Superconductivity from Nonlocal Coulomb Repulsion in an Atomic Sn Layer Deposited onto a Si(111) Substrate
沉积在半导体衬底上的原子层引入了一个平台，用于实现扩展的电子哈伯德模型，其中考虑电子排斥超过现场条款是至关重要的。最近，在硅衬底上的空穴掺杂的锡原子三角晶格中，在4.7K下已经报道了超导性的开始。本文采用弱耦合和中等耦合的重整化群方法，研究了空穴掺杂Sn/Si（111）超导不稳定性的性质。我们发现，扩展的哈伯德性质的相互作用是至关重要的三重态配对，这是f波（p波）的中度（较高）的空穴掺杂。鉴于在电子材料中定制三重态配对的持续挑战，我们的发现有望为工程非常规三重态超导性铺平前所未有的道路。
2022-05-11 cond-mat.supr-con
Layer thickness and substrate effects on superconductivity in epitaxial FeSe films on BLG/SiC(0001)
利用STM/STS和XPS研究SiC(0001)上双层石墨烯外延FeSe薄膜，发现少层薄膜无超导性，而较厚薄膜在6 K出现超导，表明衬底是抑制二维极限下FeSe超导性的关键因素。
2024-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity of FeSe0.5Te0.5 Thin Films Grown by Pulsed Laser Deposition
采用脉冲激光沉积法，以FeSe0.5Te0.5和FeSe0.5Te0.75多晶为靶材，在MgO（100）和LaSrAlO 4（001）衬底上成功地生长了PbO型结构的FeSe0.5Te0.5薄膜。沉积在MgO衬底上的膜（膜厚度~ 55 nm）在10.6 K（起始）和9.2 K（零电阻率）下显示出超导性。另一方面，沉积在LaSrAlO 4衬底上的膜（膜厚度~ 250 nm）在5.4 K（起始）和2.7 K（零电阻率）下表现出超导性。这表明衬底材料和/或c轴长度对FeSe_（0.5）Te_（0.5）薄膜的超导性能有很大的影响。
2009-10-13 cond-mat.supr-con
From weak to strong-coupling superconductivity tuned by substrate in TiN films
本研究通过不同衬底调控TiN薄膜的超导耦合强度，发现Si衬底上薄膜呈现强耦合超导（能隙比3.05），晶粒尺寸是关键影响因素。
2024-08-25 cond-mat.supr-con
Nodal and nodeless gap in proximity induced superconductivity: application to monolayer CuO$_2$ on BSCCO substrate
本文详细分析了Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$衬底中单层CuO $_2$和体CuO $_2$平面之间的跳跃现象。用双带模型证明了无节点带隙仅在单层CuO $_2$面空穴浓度很大或很小时才能存在。我们认为，可能的相分离可能在最近的实验观察的无节点间隙的重要作用。
2017-09-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-temperature superconductivity in single-unit-cell FeSe films on anatase TiO2(001)
本文报道了用扫描隧道显微镜观察到的$_2$（001）衬底上的单晶胞FeSe薄膜中的高温（$T_\textrm{c}$）超导电性和磁涡旋。对界面性质的系统研究和工程设计已经阐明了衬底在实现高$T_\textrm{c}$超导电性中的重要作用，可能是通过界面诱导的电子-声子耦合增强和电荷转移。通过可视化和调整在界面处的氧空位，我们发现它们对超导电性的影响非常有限，这排除了界面氧空位作为衬底和FeSe膜之间电荷转移的主要来源。我们的研究结果对FeSe相关异质结构中高$T_\textrm{c}$超导性的任何微观模型都有严格的限制。
2016-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity at 38 K in an electrochemical interface between ionic liquid and Fe(Se0.8Te0.2) on various substrates
在离子液体DEME-TFSI电解液中，以5 V的栅偏压对SrTiO 3、LaAl O 3和CaF 2衬底上的超导FeSe 0.8Te 0.2薄膜进行了电化学刻蚀。尽管刻蚀SrTiO 3之前的Tc为8 K、12 K和19 K，LaAlO 3和CaF 2衬底。通过去除栅极偏置，Tc返回到原始值。厚膜上的Tc增强表明Tc增强与膜与衬底之间的任何界面效应之间没有关系。表面导电层的薄层电阻和霍尔系数由输运性质的栅偏压依赖性估计。LaAlO_3和CaF_2上薄膜表面导电层的方块电阻表现出相同的温度依赖性，霍尔系数几乎与温度无关，为-0.05 ~-0.2m ~2/C，对应于在二维上每个FeSe_（0.8）Te_（0.2）晶胞面积上有4-17个电子。这些在不同衬底上的共同输运性质表明，在38 K下的超导电性出现在FeSe 0.8Te 0.2薄膜表面与离子液体电解质之间的电化学反应产生的表面导电层中。
2018-09-14 cond-mat.supr-con
Thickness dependence of superconductivity in FeSe films
铁硒薄膜由于其异常的高温超导特性而引起人们的关注，但其起源仍有争议。为了解开衬底和层间和层内过程的竞争效应，我们在这里提出的结果的密度泛函理论（DFT）为基础的分析的电子结构的无支撑的FeSe薄膜组成的1至5层（1 L-5 L）。此外，通过求解由Hubbard模型导出的带有自旋波交换吸引的Bardeen-Schrieffer-Cooper（BCS）方程，我们得到了1L-5L和体相FeSe系统的超导临界温度Tc，与实验数据符合较好。我们的研究结果表明，相关效应在单层和多层FeSe薄膜的超导性能的重要性，独立的基板的作用。
2023-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity in 2D electron gas induced by high energy optical phonon mode and large polarization of the STO substrate
本文讨论了单原子层厚的二维电子气中高能纵光学声子的单平带产生超导的理论。极性电介质$SrTiO_{3}$（STO）表现出这样的高能声子模式，并且当一个晶胞$FeSe$层在其$\left( 100\right) $表面上以及在与另一电介质如$LaAlO_{3}$（LAO）的界面上生长时产生2DEG。我们得到一个定量的描述，这两个系统解决间隙方程$T_{c}$，而不使用任何化学势$μ$，电子-声子耦合$λ$和声子频率$Ω$，和直接（RPA）的电子-电子排斥强度$α$的近似像KirzhnitsAngles。1UC $FeSe$ /STO的高温超导性是由高LO声子频率、大的电子-声子耦合$λ\sim 0.5$和衬底的高介电常数对库仑排斥的抑制三个因素共同作用的结果。结果表明，在LAO/STO中，界面处的极低密度电子气仍能产生$0.1$ K量级的超导电性.超导性甚至在带边$μ=0$上也存在。
2016-04-27 cond-mat.supr-con
The phonon mechanism explanation of the superconductivity dichotomy between FeSe and FeS monolayers on STO and other substrates
这是最近发现的（K。Shigekawa等人，PNAS 116，2470（2019）），虽然SrTiO 3（STO）衬底上的单层铁硫属化物FeSe具有非常高的临界温度，但其化学和结构“孪生”材料FeS=STO（如果有的话）具有非常低的Tc。为了解释这一现象，进一步发展了铁硫族化合物超导性的衬底界面声子模型。主要的粘合剂是氧离子（60 mev）振动的纵向光学（LO）模式。该模式主要在邻近单层的TiO 2层中传播（并且通常也存在于类似的高度极化的离子晶体如BaTiO 3;金红石，金红石）。在FeSe中，它与电子气的电子-声子耦合比已知的（100 mev）硬LO模强.结果表明，当考虑屏蔽库仑排斥效应时，FeSe在STO和TiO_2上的临界温度高于65 K，而FeS的临界温度低于5 K，这是由于两个因素抑制了电子-声子耦合。后者的有效质量比FeS小1倍，而且FeSe中电子气到振动衬底氧原子的距离比FeS中小15%，从而降低了电子-声子相互作用的中心峰。这一理论可推广到其它离子绝缘基片。
2021-02-07 cond-mat.supr-con
Size effects in superconducting thin films coupled to a substrate
表面科学的最新实验进展使人们有可能跟踪薄膜中超导性的演变，因为厚度进入纳米级区域，预计基板起着重要的作用。在这里，我们提出了一个平均场，分析易处理，模型描述的尺寸效应耦合到衬底的薄膜。我们限制我们的研究，单波段，晶体，弱耦合超导体，没有杂质。薄膜基片/真空界面由一个简单的非对称势阱和一个有限的准粒子寿命描述。选择边界条件以符合电荷中性条件。该模型提供了一个公平的描述实验结果在超导铅膜：平均而言，超导能隙随厚度减小，它总是低于体值。对于中间厚度，仍然观察到清晰的振荡，形状共振的残余。对于具有较弱的电子-声子耦合和可忽略的无序的材料，适度增强超导性似乎是可行的。电荷中性条件的放宽，原则上在复合氧化物异质结构和其他材料中是合理的，将导致尺寸效应对超导电性的更强增强。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity induced by Ferromagnetic Metal Chains
最近的实验提供了证据，一维（1D）拓扑超导性可以通过将形成铁磁链的过渡金属原子放置在超导衬底上来实现。我们使用Slater Koster紧束缚模型解决了这种类型的系统的一些属性。我们预测，当铁磁过渡金属链在超导衬底上形成直线时，拓扑超导性几乎是普遍的，并且可能存在更复杂的链结构。邻近感应超导能隙为$\sim ΔE_{so} / J$，其中$Δ$是链上的$s$波对势，$E_{so}$是通过与超导衬底杂化在正常链状态带中感应的自旋轨道分裂能，并且$J$是铁磁链$d$带的交换分裂。由于一维超导态的拓扑特征，Majorana端模出现在有限长链的带隙内。我们发现，与实验一致，当链和衬底轨道是强烈的杂化，马约拉纳端模式的振幅大幅减少时，从链端分离小于由$p$波超导能隙定义的相干长度。我们的结论是，铅是一个特别有利的铁磁链拓扑超导性的衬底材料，因为它提供了强大的$s-$波配对和强大的Rashba自旋轨道耦合，但有机会通过改变链的原子组成和结构来优化性能。最后，我们注意到，在没有无序的情况下，一个新的链磁对称性，一个也存在于晶体拓扑绝缘体，可以稳定多个马约拉纳模式在一个单一的链的末端。
2015-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Soft phonons in the interface layer of the STO substrate can explain high temperature superconductivity in one unit cell FeSe
使用STO（001）衬底中晶格振动的微观模型，确定了额外的50 mev纵向光学（LO）界面模式。主要在第一TiO 2层（“O链”）中传播的软模与FeSe中的电子气的电子-声子耦合比公知的100 mev硬模更强.计算了耦合常数、临界温度、复谱带。虽然在电子-声子散射峰中存在一个前向峰，但它显然不像最近的理论中所假设的那样尖锐（类似δ函数）。卫星是广泛的，它的峰值出现在频率远高于声子频率与观测一致。讨论了表面LO软模的横向对应物与已知声子的可能关系。
2019-07-26 cond-mat.supr-con
Enhanced superconductivity due to forward scattering in FeSe thin films on SrTiO3 substrates
本文利用Migdal-Eliashberg理论研究了二维超导体中在前向散射（$\mathbf{q} = 0$）方向上具有强峰的电子-声子（$e$-$ph$）相互作用的结果。我们发现，强前向散射的结果在一个增强的$T_c$是线性成比例的强度的无量纲的$e$耦合常数$λ_m$在弱耦合限制。这种相互作用也产生不同的副本带中的单粒子光谱功能，类似于最近的角分辨光电发射实验中观察到的SrTiO $_3$和BaTiO $_3$基板上的FeSe单层。通过将我们的模型与光电发射实验进行比较，我们推断出$e$耦合强度可以提供在这些系统中观察到的高$T_c$的显著部分。
2015-08-25 cond-mat.supr-con
How to induce superconductivity in epitaxial graphene $via$ remote proximity effect through an intercalated gold layer
石墨烯有望用类狄拉克费米子探索奇异的超导性。然而，使石墨烯成为大规模的超导体是一个长期的挑战。一种可能的解决方案依赖于使用超导衬底的外延生长的石墨烯。这样的衬底是稀缺的，并且通常破坏电子能带结构的狄拉克特征。利用电子衍射（反射高能和低能），扫描隧道显微镜和光谱，原子力显微镜，角分辨光电子能谱，拉曼光谱和密度泛函理论计算，我们介绍了一种策略，诱导超导外延石墨烯$via$的一个远程邻近效应，从石墨烯衬底通过插入金层。与强烈的不期望的石墨烯-Re相互作用相比，弱的石墨烯-Au相互作用通过减少的石墨烯嵌段、石墨烯与下面的金属之间的增加的距离、线性电子色散和特征振动特征来证明，后两个特征也揭示了石墨烯的轻微$p$掺杂。我们还揭示了嵌入方法接近超导性的主要缺点是在石墨烯中产生高密度的点缺陷（10 $^{14}$ ~cm $^{-2}$）。最后，我们证明了在石墨烯/Au/Re（0001），在低温下的远程邻近超导性。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Universal Substrate Effect on the Superconductivity of FeSe Monolayer Films
为了阐明单层（1 ML）FeSe在SrTiO $_3$（STO）上的$T_c$增强的机制，我们在金红石TiO $_2$的矩形（100）面上生长了高应变的1 ML FeSe，并在63 K的$T_c$下观察到了复制带和超导电性的共存。从该系统与STO（001）上的1 ML FeSe之间的相似的$T_c$，我们得出结论，在这些系统中，应变和介电常数可能对增强的$T_c$不重要。一个系统的比较1 ML FeSe的TiO $_2$与其他系统中的FeSe家庭表明，虽然单独的电荷转移可以提高$T_c$，它只是与界面的电子-声子耦合，$T_c$可以增加到在STO上的1 ML FeSe的水平。
2016-06-30 cond-mat.supr-con
Substrate and cation engineering for optimizing superconductivity in infinite-layer nickelates
Institute of Solid State Physics, TU Wien（维也纳工业大学固体物理研究所）
通过基底与阳离子工程优化无限层镍酸盐的超导临界温度
2025-12-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unraveling Enhanced Superconductivity in Single-layer FeSe through Substrate Surface Terminations
本研究通过在含TiO2和SrO两种表面终止态的SrTiO3衬底上生长单层FeSe，结合多种表征与理论计算，明确最优电子关联是其超导转变温度提升的核心驱动因素。
2025-02-24 cond-mat.supr-con
Superconductivity of FeSe$_{1-x}$Te$_{x}$ Thin Films Grown by Pulsed Laser Deposition
采用脉冲激光沉积法，以FeSe $_{1-x}$ Te $_{x+d}$为多晶靶，在MgO（100）和LaSrAlO $_{4}$（001）衬底上成功地生长了PbO型结构的FeSe $_{1-x}$ Te $_{x}$薄膜。沉积在MgO衬底上的膜（膜厚度$\sim$ 63 nm）在6.7 K（起始）和5.5 K（零电阻率）下显示出超导性。另一方面，沉积在LaSrAlO $_{4}$衬底上的膜（膜厚度$\sim$ 52 nm）仅在2.6 K下表现出超导转变的开始，但没有表现出零电阻率。这表明外延应变对FeSe $_{1-x}$ Te $_{x}$薄膜的超导性能有很大的影响。
2009-08-10 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
Suppression of superconductivity and enhanced critical field anisotropy in thin flakes of FeSe
FeSe是一种独特的超导体，可以使用不同的途径来增强其超导性，同时其在不同衬底上生长的单层形式达到二维系统的创纪录高温。为了理解所发挥的作用的基板和减少的维度上的超导性，我们检查剥离的FeSe薄片的超导性能，通过减少厚度从散装到9 nm。在高达16 T的磁场和低至2 K的温度下进行的磁输运测量有助于建立不同厚度薄片的完整超导相图。虽然厚薄片类似于体行为，但通过减小厚度，FeSe薄片的超导性被抑制。在薄的限制，我们检测到的签名的交叉向二维行为的观察的涡旋-antivortex的非约束过渡和强烈增强的各向异性。我们的研究提供了详细的见解的超导性能的演变，从三维散装行为对二维限制的FeSe在没有掺杂剂衬底。
2019-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Boosting superconductivity in ultrathin YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ films via nanofaceted substrates
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；RISE Research Institutes of Sweden（瑞典RISE研究院）；Ca’ Foscari University of Venice（威尼斯卡福斯卡里大学）；Birla Institute of Technology and Science - Pilani（比拉理工学院-皮拉尼分校）；Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Mohali（印度科学教育与研究学院(IISER)莫哈利分校）；LNCMI-EMFL, CNRS UPR3228, Université Grenoble Alpes, Université de Toulouse, INSA-T（法国国家科学研究中心(LNCMI-EMFL)、格勒诺布尔阿尔卑斯大学、图卢兹大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
通过纳米 facet 子底工程提升 YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ 薄膜超导性能
2026-01-09 cond-mat.supr-con
Topological D+p-wave superconductivity in Rashba systems
我们在d波超导体（SC）中展示了二维“强”拓扑超导电性。虽然由于节激发，体波函数的拓扑不变量不能在d_{x^2-y^2} -波和d_{xy} -波SC中定义，但是在磁场中，衬底上的d-波SC的体能谱是完全带隙的。然后超导态由一个非平凡的陈数指定，因此拓扑非平凡的性质对无序和相互作用是鲁棒的。我们讨论了最近在衬底上制备的铜酸盐SC的高温拓扑超导性。此外，我们表明，三维非中心对称d-波SC是一个外尔SC托管拓扑保护外尔节点。非中心对称的重费米子SC，如CeRhSi_3和CeIrSi_3，是Weyl SC的候选者。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interface high-temperature superconductivity
铜酸盐高温超导体由两个准二维亚结构组成：CuO 2超导层和电荷储存层。超导电性通过从电荷储存器层到超导层中的电荷转移来实现，而没有化学掺杂剂和缺陷被引入到超导层中，类似于AlGaAs/GaAs的半导体超晶格中的调制掺杂。受此方案的启发，自2008年以来，我们一直在寻找在半导体/氧化物衬底上外延生长的超导体薄膜中的高温超导性。我们已经观察到界面增强的超导性，在传统的和非传统的超导薄膜，包括单原子层膜的Pb和In的Si衬底和单单元电池（UC）膜的FeSe的SrTiO 3（STO）衬底。超导能隙约为20 meV的1UC-FeSe/STO高温超导的发现，为提高超导转变温度和理解非常规高温超导的配对机制开辟了新的途径，引起了超导学界的极大兴趣。本文主要综述了上述三个体系中界面增强超导电性的实验研究进展，重点介绍了1UC-FeSe/STO体系中界面增强超导电性的扫描隧道显微镜/光谱、角分辨光电子能谱和输运实验研究。我们讨论的接口和可能的配对机制推断从这些研究中的作用。
2016-10-12 cond-mat.supr-con
Induced Half-Metallicity and Gapless Topological Superconductivity in the CrI$_3$-Pb Interface
我们研究了一个二维的异质结构组成的磁性绝缘体三碘化铬（CrI $_3$）的超导铅（Pb）衬底上的单层。通过第一性原理计算和紧束缚模型，我们证明了从Pb衬底的电荷转移掺杂的CrI $_3$到一个有效的半金属，允许通过邻近效应的无间隙拓扑超导相的发病。这一阶段，其中存在一个超导能隙，只有在费米面的一部分，一般发生在二维半金属超导体异质结构，缺乏双重面内旋转对称。然而，足够大的邻近诱导的配对振幅可以使这样的系统进入完全带隙的拓扑超导相。因此，这些结果有望更好地定义未来提出的TSC异质结构的最佳2D组件材料。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Induced Superconductivity in Hybrid Au/YBa2Cu3O7-x Electrodes on Vicinal Substrates
本文研究了在邻晶衬底上制备的Au/YBCO混合电极，发现金层表面具有约10-17 meV的诱导超导能隙，并通过纳米收缩结构中的多重安德烈耶夫反射证实其超导本质，为高工作温度混合约瑟夫森器件提供了通用平台。
2023-09-25 cond-mat.supr-con
Promoting superconductivity in FeSe films via fine manipulation of crystal lattice
常压下稳定的FeSe薄膜具有可调的超导性，是一种很有希望的超导电子器件材料，但其超导转变温度（Tc）在体材料中低于10 K。采用脉冲激光沉积技术，通过对12种衬底上的沉积量的控制，制备出了半高宽为0.515 μ m的高质量FeSe单晶样品。在摇摆曲线和清晰的四重对称性在Φ扫描从X射线衍射。该薄膜在CaF2衬底上的最大Tc为15 K，在空气中半年以上没有明显的衰减。稍微调整FeSe靶的化学计量比，Tc变得可调从15到< 2 K，具有非常窄的过渡宽度小于2 K，并显示出与膜的面外（c轴）晶格参数的正相关。然而，没有明确的Tc和衬底的表面原子距离之间的关系。通过减小膜的厚度，Tc减小并且在小于10 nm的样品中消失，这表明应变效应在我们的实验中不是Tc增强的原因。
2017-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Chemical composition control at the substrate interface as the key for FeSe thin film growth
FeSe二元化合物的强大魅力需要可靠的工程协议和更有效的方法来诱导FeSe薄膜的超导性。我们的研究解决了在脉冲激光沉积，决定FeSe薄膜生长的特点，并侧重于膜/衬底界面，畴匹配外延生长的趋势，但也有化学异质性的缺点。我们建议，均匀化的基板表面改善了控制的化学计量比，纹理，和nanostrain的方式，有利于超导性，即使是在passive FeSe薄膜。FeSe/Fe/MgO中的受控界面证明了原理的证明。
2020-12-15 cond-mat.supr-con
Higher-order epitaxy: A pathway to suppressing structural instability and emergent superconductivity
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学研究中心）；University of Tokyo（东京大学）；High Energy Accelerator Research Organization（高能加速器研究机构）；Tohoku University（东北大学）；Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）
通过6:5协调高阶外延在CdTe(001)基底上生长单晶FeTe薄膜，抑制了结构不稳定性并诱导出基底选择性的二维超导性。
2025-10-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Shape resonances and shell effects in thin-film multiband superconductors
本文用平均场和半经典方法研究了洁净准二维多带超导体中超导性随薄膜厚度进入纳米尺度的演化。在我们的模型中还考虑了在实验中很重要的衬底隧穿效应和有限横向尺寸效应。因此，它是可能的调查之间的相互作用的量子相干性效应，如形状共振和壳效应，与潜在的增强超导性，和多带结构和耦合到基板，往往会抑制it.The的情况下，二硼化镁，这是传统的超导体的最高临界温度，进行了详细讨论。一旦考虑衬底的影响，我们仍然观察到量子尺寸效应，如临界温度随厚度的振荡，但没有显着增强的超导性。然而，在具有足够长的超导相干长度的薄膜中，可以通过调节膜厚度或横向尺寸来将临界温度增加到高于体极限。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interface induced high temperature superconductivity in single unit-cell FeSe films on SrTiO3(110)
本文报道了用分子束外延方法在STO（110）衬底上生长的单胞（1-UC）FeSe薄膜的高温超导性。通过原位扫描隧道光谱测量，我们观察到了高达17 meV的超导能隙。在1-UC FeSe/STO（110）上覆盖FeTe层的输运测量表明其超导起始温度为31.6 K，上临界磁场为30.2 T。我们还发现外加电场可以进一步提高薄膜的温度系数，但其影响小于STO（001）衬底上的温度系数。指出了界面电荷转移和电子-声子耦合在FeSe/STO高温超导中的重要作用。
2016-05-06 cond-mat.supr-con
Magnetism and in-gap states of 3d transition metal atoms on superconducting Re
重元素超导衬底上的磁性原子是在一维和二维原子阵列中实现拓扑超导性的潜在基石。它们的局域化磁矩在衬底的能隙内诱导所谓的Yu-Shiba-Rusinov（YSR）态。在稀极限下，阵列原子的电子态仅弱耦合，YSR态与费米能的接近对于在YSR态带中形成拓扑超导性是必不可少的。在这里，我们揭示了通过扫描隧道光谱和从头计算的一系列的3d过渡金属原子（Mn，Fe，Co）吸附在重元素超导体Re的近藤耦合的增加和磁各向异性与d-状态填充的符号变化伴随着通过衬底的能隙和费米能级的交叉的YSR状态的移动。发现的系统趋势，使识别最有前途的候选人实现拓扑超导性的阵列中的类似系统。
2019-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strain induced superconductivity in the parent compound BaFe2As2
在SrTiO_3衬底上生长的单层FeSe（体相Tc =8K）薄膜中发现了转变温度高达65K的超导电性（SC），引起了人们对铁基薄膜的特别关注。高Tc是从氧空位衬底到FeSe薄膜的电子转移和晶格拉伸应变的组合效应的结果。在这里，我们证明了SC的实现在母体化合物BaFe2As2（没有散装Tc）只是通过拉伸晶格应变没有电荷掺杂。研究了在Fe缓冲MgAl 2 O 4单晶衬底上外延BaFe 2 As 2薄膜中应变与SC之间的相互作用。Fe和FeAs亚晶格之间的强界面键合增加了由于晶格失配导致的反铁磁自旋密度波的抑制，并诱导SC与体Tc？一万这些结果突出了结构变化在控制铁基超导体相图中的作用。
2013-12-07 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
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
Observation of Interface Superconductivity in a SnSe2-Epitaxial Graphene van der Waals Heterostructure
本文报道了在石墨化SiC（0001）衬底上用范德华外延生长的单晶胞SnSe_2薄膜中直接观察到的界面超导电性。超导态的超导谱具有完全能隙的序参量特征。在外加磁场作用下涡旋的存在进一步证实了超导性的发生。通过界面工程，我们解开了源于SnSe 2和石墨烯界面处形成的二维电子气的超导电性机制。我们的发现开辟了新的策略，以寻找和理解基于范德华异质结构的界面超导性。
2018-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Impact of Oxygen Diffusion on Superconductivity in YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ Thin Films Studied by Positron Annihilation Spectroscopy
$_2$ O $_{7-δ}$（YBCO）中的氧缺陷$δ$对高温超导性起着至关重要的作用。本文利用电子正电子湮没线的多普勒展宽谱（符合谱）原位研究了生长在SrTiO $_3$（STO）衬底上的YBCO单晶薄膜中氧浓度及其深度分布的温度依赖性。发现回火过程中的氧扩散导致$δ$的明显深度依赖性，这是使用X射线衍射无法获得的。在几分钟内达到的稳态由表面处和与STO基底的界面处的氧交换限定。此外，我们揭示了深度依赖的临界温度$T_{\mathrm{c}}$在制备和回火的YBCO薄膜。
2018-02-12 cond-mat.supr-con
Anisotropy of superconductivity of as-grown MgB$_2$ thin films by molecular beam epitaxy
采用分子束外延（MBE）方法，在超高真空低沉积速率共蒸发条件下，在MgO（001）衬底上制备了二硼化镁（MgB $_2$）超导薄膜。采用RHEED、XRD、XPS、SEM、XRD等测试手段对薄膜的结构和物理性能进行了研究，所有的膜都表现出超导性，而不使用任何后退火工艺。最高的{ \it T}通过电阻率测量确定了样品的$_{c,onset}$为33 K，通过电阻率和磁测量评价了样品的各向异性超导性能，并讨论了样品的各向异性$_2$薄膜超导性研究
2004-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity in a hole-doped Mott-insulating triangular adatom layer on a silicon surface
三分之一单层的Sn吸附在原子级清洁的Si（111）衬底上产生二维三角形吸附原子晶格，每个位置具有一个未成对电子。这种稀释的吸附原子重构是反铁磁莫特绝缘体;然而，该系统可以使用重掺杂的p型Si（111）衬底进行调制掺杂和金属化。在这里，我们证明了简并掺杂p型Si（111）晶片上的空穴掺杂稀吸附原子层是超导的，其临界温度为4.7 ± 0.3 K。虽然声子介导的耦合方案将与所观察到的TC一致，但Sn衍生的悬挂键表面态中的Mott相关性可以抑制s波配对通道。后者表明这种三角形吸附原子晶格中的超导电性可能是非常规的。
2020-08-13 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
