Multiorbital Ferroelectric Superconductivity in doped SrTiO3
SrTiO $_3$是一个独特的例子系统，同时表现出量子顺电性和超导性。因此，可以预期超导态与本征铁电不稳定性密切相关。事实上，最近的实验表明，在钙取代的SrTiO $_3$中存在超导性和铁电性的共存相。本文提出SrTiO $_3$可以作为铁电超导电性的一个平台，其特征是在超导态下的铁电转变。通过分析$t_{2g}$电子的多轨道模型，我们表明铁电超导性是通过两种不同的机制，依赖于自旋轨道耦合的存在下稳定的。首先，铁电超导状态是稳定的稀载流子密度制度，由于铁电诱导的Lifshitz转变。第二，它在与载流子密度无关的磁场下稳定。阐明了铁电超导的多轨道或多能带性质的重要性。在此基础上，我们预测了SrTiO $_3$铁电超导相的拓扑Weyl超导态。
2019-08-20 cond-mat.supr-con
Modulation of the superconducting critical temperature due to quantum confinement at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
在体掺杂SrTiO $_3$和LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面上，尽管尺寸和几何形状不同，但超导性的发展与临界温度$T_c$的圆顶形密度有关。我们认为LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$的$T_c$圆顶是超导体SrTiO $_3$量子限制引起的形状共振。我们通过比较三维和准二维两带BCS带隙方程的精确解来证实这一解释。这种比较突出了重带的作用，$T_c$在两种几何形状。对于体SrTiO $_3$，我们提取的配对相互作用的密度依赖性的拟合实验数据。我们在有限深的方势阱中应用量子限制，计算了受限组态下的$T_c$。我们比较计算的$T_c$传输实验，并提供了一个解释，为什么最佳的$T_c$的是如此接近彼此在二维界面和三维散装材料。
2017-09-21 cond-mat.supr-con
Superconducting epitaxial YBa2Cu3O7-δ on SrTiO3 buffered Si (001)
通过在单晶SrTiO 3缓冲层上生长，在Si（001）上外延集成了最佳掺杂的（001）取向的YBa 2 Cu 3 O 7-δ薄膜。前者使用脉冲激光沉积生长，后者使用氧化物分子束外延生长在Si上。SrTiO 3缓冲层的单晶性质使得能够在Si上集成表现出高转变温度的高质量YBa 2Cu 3 O 7-δ膜。对于30 nm厚的SrTiO 3缓冲层，获得了50 nm厚的YBa 2Cu 3 O 7-δ薄膜，其转变温度约为93 K，转变宽度小于5 K。单晶YBa_2Cu_3O_（7-δ）在Si（001）上的集成为铜酸盐材料在各种应用中的潜在开发铺平了道路。
2017-10-24 cond-mat.supr-con
Isotope effect in superconducting n-doped SrTiO$_3$
本文报道了重同位素$^{18}$ O取代天然$^{16}$ O原子对掺杂SrTiO $_3$超导临界温度$T_c$的影响。我们观察到，对于宽范围的掺杂，这种取代导致$T_c$的强（$\sim 50 \%$）增强。磁临界场$H_{c2}$也增加了因子$\sim 2$。对$T_c$和$H_{c2}$的如此强烈的冲击，与传统超导体的符号相反，是前所未有的。观察到的效应可能是掺杂电子与晶格振动（声子）强耦合的结果，这一概念在许多光学和光电发射研究中得到了支持。所观察到的同位素效应的异常大的尺寸支持最近的模型，在这些材料中的超导性的基础上的强耦合的铁电软模式的SrTiO $_{3}$。
2016-11-02 cond-mat.supr-con
In-gap features in superconducting LaAlO$_3$-SrTiO$_3$ interfaces observed by tunneling spectroscopy
我们确定了准粒子态在定义明确的能量内的电子系统在LaAlO $_3$ -SrTiO $_3$接口使用隧道光谱超导能隙隙。这些状态仅在一些样品中发现，并且取决于样品的热循环历史。这些状态由零能量处的峰值和有限能量处的其他峰值组成，对称地放置在零能量周围。随着温度和磁场的增加，这些峰和超导能隙一起消失。我们讨论了各种物理机制的可能性，已知导致在超导体中的间隙状态，并得出结论，这些机制都不能很容易地解释的结果。可能的情况是形成马约拉纳束缚态，安德烈耶夫束缚态，或超导序参量中的奇频自旋三重态分量的存在。
2017-04-07 cond-mat.supr-con
Modulation of superconducting transition temperature in LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ by SrTiO$_{3}$ structural domains
SrTiO $_{3}$（STO）中的四畴结构被认为可以调节LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$（LAO/STO）异质结构中的正常态载流子密度以及其他电子性质，但是STO畴对LAO/STO中的超导电性的影响还没有被充分研究。使用扫描SQUID温度计显微镜映射的超导响应作为温度的函数在LAO/STO，我们发现，超导转变温度是空间不均匀的，调制的图案是在STO的结构域的特性。
2018-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Enhanced Superconducting Transition Temperature due to Tetragonal Domains in Two-Dimensionally Doped SrTiO$_3$
钛酸锶是一种低温、非巴氏-库珀-施里弗超导体，其超导载流子浓度低于任何其他系统，并在低温下表现出避免的铁电性。钛酸锶的超导电性机制以及结构和介电性质对超导电性的重要性都没有很好的理解。研究了5.5 nm厚的掺杂SrTiO $_{3}$嵌入未掺杂SrTiO $_{3}$中的孪晶结构对超导电性的影响。我们使用了扫描超导量子干涉仪成像的局部抗磁响应的样品作为温度的函数。我们观察到表现出超导转变温度$T_{c}$ $\gtrsim$比样品完全超导时的温度高10%的区域。这些地区的模式在空间上变化的方式特征的结构孪生域。我们的研究结果强调了SrTiO $_{3}$的各向异性介电性质对其超导电性的重要性，并且在任何超导电性机制的理论中需要考虑。
2016-05-30 cond-mat.supr-con
Critical doping for the onset of a two-band superconducting ground state in SrTiO$_{3-δ}$
在掺杂SrTiO $_{3}$超导性持续下降到一个非常低的浓度的移动电子。这限制了相关的能量窗口和可能的配对场景。我们提出了一个量子振荡和超导转变温度的研究，$T_{c}$作为载流子密度从$10^{17}$到$10^{20}$ $cm^{-3}$调谐，并确定两个临界掺杂水平对应的填充阈值的上带。在第一临界掺杂，这将在缺氧样品中的单带和双带超导制度分开，T $_{c}$随载流子浓度的稳定增加突然停止。在该掺杂水平附近，最低能带中的能量分散显示出从抛物线行为的向下偏离。结果施加新的约束微观配对的情况下。
2014-05-22 cond-mat.supr-con
Local electronic structures on the superconducting interface $LaAlO_{3}/SrTiO_{3}$
受异质界面$LaAlO_{3}/SrTiO_{3}$超导性发现的启发，我们考虑了由于反转对称性的缺乏而引起的Rashba型自旋轨道相互作用（RSOI）的影响，从理论上研究了杂质附近的局域电子结构.我们发现杂质附近的局域态密度出现了费米面上准粒子散射引起的带内共振峰，其对隙的符号与RSOI诱导的三重态和单重态混合超导态的对隙符号相反.我们还分析了态密度和局域态密度随RSOI强度所决定的三重态对分量权重的演化，这将在表面或界面诱导RSOI的超导体薄膜以及各种非中心对称超导体中广泛观察到。从而揭示了自旋单线态和RSOI诱导的三线态超导态的混合。
2010-04-14 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
Electrically controlled superconducting states at the heterointerface SrTiO$_3$/LaAlO$_3$
本文采用二维哈伯德模型研究了SrTiO $_3$ /LaAlO $_3$异质界面上电子气的对称性。基于三阶微扰理论求解Eliashberg方程，发现由于Rashba型自旋-轨道相互作用引起的反转对称破缺，能隙函数由自旋单重态$d_{xy}$波分量和自旋三重态$(p_x\pm ip_y)$波分量的混合组成. d波和p波分量的比率随载流子浓度连续变化。我们建议通过调节栅极电压来控制对对称性。
2009-10-26 cond-mat.supr-con
Low-density superconductivity in SrTiO$_3$ bounded by the adiabatic criterion
SrTiO $_3$在载流子密度为$10^{19}-10^{21}$ cm $^{-3}$时表现出超导电性。在这个范围内，费米能级穿过系统中的许多振动模式，使其成为研究稀超导性的理想方法。我们使用高分辨率的平面隧道光谱探测化学掺杂的SrTiO $_3$整个超导圆顶。过度掺杂的超导边界以令人惊讶的精度与费米能量交叉德拜能量对齐。超导性随着密度的降低而出现，尽管处于反绝热状态，但在整个Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）间隙与转变温度比中保持不变。在最低超导密度下，孤立的绝热声子范霍夫奇异性是软横光模，与铁电不稳定性有关。我们提出了一个方案，这种模式介导的配对存在的自旋轨道耦合，自然占超导圆顶和BCS比。
2021-06-21 cond-mat.supr-con
Quantum ferroelectric instabilities in superconducting SrTiO$_3$
我们研究了应变和阳离子取代对铁电量子相变附近的极性半导体的超导相的影响，该模型结合了超导体的强耦合理论与标准微观框架的位移极性模式耦合到应变自由度。我们的计算结果表明，超导转变温度$T_c$的增强接近铁电不稳定性从无序的一面，而它通常被抑制在有序相，由于其增加介电刚度和减少的临界波动偶极诱导各向异性。成对声子激发的凝聚在$T_c$中产生扭结，其电荷密度通常低于量子临界点（QCP）的电荷密度，并且超导和铁电有序都在其中。我们将我们的模型应用到SrTiO $_3$中，发现反绝热极限使扭折接近其QCP。随着QCP被推到更高的电荷密度与任一调谐参数，我们发现，圆顶变窄和锐化。我们的模型是在定性和公平的定量与最近的观察重叠的铁电和超导不稳定性在n掺杂的Sr $_{1-x}$ Ca $_x$ TiO $_3$和应变调谐$T_c$在n掺杂的SrTiO $_3$。我们将我们的结果与以前的模型调用有序-无序晶格动力学来描述配对激发。
2018-10-31 cond-mat.supr-con
Quantum critical origin of the superconducting dome in SrTiO$_3$
我们在量子临界的框架内，使用密度泛函和强耦合理论相结合的方法研究了掺杂SrTiO $_3$（STO）的超导电性的起源。我们的密度泛函计算的铁电软模频率作为掺杂的函数揭示了从量子顺电到铁电行为的交叉，在掺杂水平与实验观察到的超导圆顶的顶部相一致。基于这一发现，我们探索了一种模型，其中STO的超导性是通过其接近铁电量子临界点和软模波动提供的配对相互作用引入载流子。在我们的模型中，超导圆顶的低掺杂极限是由费米面的出现来解释的，而高掺杂极限是由量子临界区的偏离来解释的。我们预测，最高临界温度将增加和转移到较低的载流子掺杂与增加$^{18}$ O同位素取代，一种情况下，是实验验证。
2015-07-29 cond-mat.supr-con
Origin of the dome-shaped superconducting phase diagram in $\mathrm{SrTiO}_3$-based interfaces
掺杂后的超导临界温度的圆顶形相图通常被认为是非常规超导体的标志。这种行为，观察到的二维电子气中的$\mathrm{SrTiO}_3$为基础的接口，其电子密度由场效应控制，还没有明确的解释。在这里，我们阐述了一个通用的情况下，这些氧化物界面的超导相图的基础上薛定谔-泊松数值模拟的量子阱和双栅极场效应器件上的传输实验。我们提出最大$T_c$的最佳掺杂点标志着单带和包含不同轨道性质的$t_{2g}$带的脆弱双能隙$\pm$波超导态之间的转变。在最佳掺杂点，我们预测和观察实验中的分歧的依赖$T_c$的载流子密度，这是由掺杂执行的细节控制。在施加背栅电压触发高能量$d_\mathrm{xy}$子带的填充并启动过掺杂状态的情况下，用顶栅掺杂延迟子带的填充并将2-DEG保持在较高$T_c$的单带超导状态。
2021-04-16 cond-mat.supr-con
Observation of superconducting gap spectra of long-range proximity effect in Au/SrTiO$_3$/SrRuO$_3$/Sr$_2$RuO$_4$ tunnel junctions
在Au/SrTiO $_3$ /SrRuO $_3$ /Sr $_2$ RuO $_4$隧道结中，我们观察到了一个非常规的超导小间隙，它是由自旋三重态超导体SrPDMATHABMN RuO $_4$诱导到铁磁体SrRuO $_3$的.隧道结的电压偏置微分电导在零偏置附近表现出V形能隙特征，对应于SrRuO $_3$中超导微型能隙开口时态密度的降低.在15 nm厚的SrRuO $_3$层表面观察到的小间隙证实了诱导超导的自旋三重态性质。的形状和温度依赖性的差距功能的差分电导表明，偶数频率$p$波的相关性占主导地位，超过奇数频率$s$波的相关性。理论计算支持这种$p$波的情况。我们的工作为$p$波库珀对在铁磁体中的穿透提供了态密度证明，并对$p$波自旋三重态超导体与铁磁体之间的邻近效应有了重要的认识.
2019-03-05 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 high temperature superconductivity in single unit-cell FeSe films on SrTiO3
寻找具有高转变温度的超导材料是物理学和材料科学中最令人兴奋和最具挑战性的领域之一。尽管超导性被发现已有100多年的历史，但铜氧化物是迄今为止唯一具有77 K以上的TC的材料，77 K是液氮的沸点。在这里，我们报告了一个界面工程方法，大大提高超导薄膜的TC。我们发现，一个单胞（UC）厚的薄膜FeSe生长在SrTiO 3（STO）衬底上的分子束外延（MBE）显示的签名超导转变高于50 K的传输测量。用扫描隧道显微镜（STM）观察到1UC薄膜的超导能隙高达20 meV，表明在77 K以上可以发生超导。在磁场下超导涡旋的存在进一步支持了超导性的发生。我们的工作不仅为寻找新的超导体和提高TC提供了强有力的途径，而且为系统研究使用不同超导材料和衬底的非常规超导机制提供了一个明确的平台。
2012-01-27 cond-mat.supr-con
Superconductivity of SrTiO_{3-δ}
在超高真空中对SrTiO_3单晶样品进行退火处理，得到超导材料SrTiO_{3-δ}。对V（I）特性的分析表明，临界电流I_c很小，这可追溯到不可避免的掺杂不均匀。在I<<I_c的磁场B范围内测量R（T）曲线，从而仅探测具有最高掺杂水平的样品区域。所得曲线B_{c2}（T）在小掺杂和强掺杂下均示出向上的曲率。这些结果进行了讨论的背景下，双极化和常规的超导费米表面各向异性。我们认为SrTiO_{3-δ}特殊的超导性质可能与其费米面有关，并将这一发现与最近发现的超导体MgB_2的性质进行了比较。
2003-06-23 cond-mat.supr-con
Atomically Resolved FeSe/SrTiO3(001) Interface Structure by Scanning Transmission Electron Microscopy
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。通过结合原位扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS）和非原位扫描透射电子显微镜（STEM）的研究，我们报告了FeSe/STO界面在非超导和超导状态下的原子分辨结构，包括晶格常数和实际原子位置。我们观察到的TiO 2双层（DLs）和显着的原子位移的顶部两层的STO，晶格压缩的Se-Fe-Se三层，和底部的Se和顶部的Ti原子之间的相对位移。通过对不同超导态下的界面结构的成像，揭示了界面结构与超导电性之间的密切关系。我们的FeSe/STO界面结构的原子尺度的识别提供了有用的信息，研究这种界面增强的高温超导系统的配对机制。
2015-12-17 cond-mat.supr-con
Carrier Density Dependence of Superconducting Transition Temperature in Electron-doped $\rm{SrTiO_3}$ Based on the First-principles Calculations
本文基于第一性原理计算研究电子掺杂$\ m{SrTiO_3}$，发现过掺杂区超导转变温度随载流子密度减小而升高，主要归因于铁电软模光学声子的贡献。
2025-09-13 cond-mat.supr-con
Superconducting dome in the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interfaces as a direct effect of the extended s-wave symmetry of the gap
二维电子气（2DEG）在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面表现出栅极可调的超导性与圆顶形状的$T_{\rm{C}}$作为电子浓度的函数。在这里，我们建议，实验观察到的行为可以解释为占主导地位的$extended$ $s$ - $wave$对称性的超导能隙的直接影响。我们的结果与实验数据吻合得很好。如图所示，关联效应和自旋-轨道耦合都不会对我们分析的成对态的物理图像产生显著影响。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced Superconductivity in SrTiO$_3$-based Interfaces via Amorphous Al2O3 Capping
本文发现非晶Al2O3覆盖层可降低SrTiO3基界面导电的临界厚度并增强超导性，透射电镜分析表明其机制与LaAlO3晶格膨胀引起的外延应变有关。
2024-02-21 cond-mat.supr-con
Scanning tunneling microscopic evidence of interface enhanced high-Tc superconductivity in Pb islands grown on SrTiO3
在SrTiO_3衬底上外延生长的FeSe单层薄膜中发现了界面增强的超导电性，引发了超导领域的一系列研究活动。它提出了希望，以找到更多的传统的高Tc超导体，纯粹是由电子-声子相互作用在环境压力下驱动。本文报道了在SrTiO_3衬底上生长的Pb薄膜岛的界面增强高温超导的扫描隧道谱测量的实验证据。发现Pb膜的超导能隙依赖于岛的厚度和体积。最大超导能隙约为10 meV，是体Pb的7倍。相应的超导转变温度，估计通过拟合的间隙值的温度依赖性使用BCS公式，被发现是47 K，再次7倍高于散装铅。
2018-11-23 cond-mat.supr-con
Measurements of the gate tuned superfluid density in superconducting LaAlO3/SrTiO3
绝缘氧化物LaAlO3和SrTiO3之间的界面表现出超导二维电子系统，可以通过栅极电压进行调制。虽然电导率的门控已经被广泛地探索，并且超导临界温度的门控已经被证明，但是门控是否以及如果是的话如何调谐超流密度和超导序参量的问题还没有回答。我们提出了局部磁化率，超流密度相关，作为温度，栅极电压和位置的函数。我们表明，在不同的栅极电压的超流密度的温度依赖性崩溃到一个完整的超导能隙的单一曲线特征。此外，我们表明，在这个系统中观察到的偶极矩不调制的栅极电压。
2012-05-18 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
In-plane electronic confinement in superconducting LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ nanostructures
我们描述了介观器件的输运性质的基础上的二维电子气（2DEG）存在于LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面。利用电子束光刻技术实现了横向尺寸小至500 nm的桥。他们的详细表征表明，处理和限制不改变的2DEG的传输参数。器件表现出可通过电场效应调节的超导行为。在正常状态下，我们测量了普遍的电导波动，小结构中的相位相干输运的签名。二维电子气的可靠横向限制的实现为在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面实现量子电子器件开辟了道路。
2013-06-06 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
Superconducting LaAlO3/SrTiO3 Nanowires
我们报告在LaAlO 3/SrTiO 3界面处产生的准一维纳米结构的超导性。使用导电原子力显微镜光刻从母体二维电子液体形成具有线宽w~10 nm的纳米结构。纳米线横截面与LaAlO 3/SrTiO 3中的超导相干长度（w<<xi~100 nm）相比是小的，将它们置于准1D状态。在Tc~200 mK以下的超导态中观察到了具有温度和有限电阻的宽超导转变。V-I曲线显示了超导纳米线的超导态和正常态之间的切换。超导状态下的四端电阻显示出对电流路径的不寻常的依赖性，变化多达一个数量级。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Multi-orbital Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov State in SrTiO_3 Heterostructures
本文采用三轨道模型研究了SrTiO $_3$异质结中的奇异超导态，该模型再现了二维电子气的能带结构。我们展示了由反转对称破缺和轨道自由度引起的各种各样的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）态。特别是，一种新的轨道相关的FFLO状态是稳定的磁场沿[110]轴。在动量空间中的自旋和轨道织构的基础上，阐明了FFLO态的场角依赖性。结果表明，库珀对中的轨道自由度引起的临界磁场的面内各向异性。还讨论了超导态的载流子密度依赖性。
2015-02-02 cond-mat.supr-con
Anomalous Transport in High-Mobility Superconducting SrTiO$_3$ Thin Films
研究半导体中输运的细微影响需要具有低缺陷密度的高质量外延结构。采用混合分子束外延（MBE）技术，在3 × 10 $^{17}$ cm $^{-3}$的低载流子密度下，获得了低温迁移率超过42，000 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的SrTiO $_3$薄膜.在第二个Lifshitz过渡（LT）的第三个频带被占用，揭示占主导地位的带内散射的剩余电阻率的突然和急剧下降的超导转变温度的增强。这些薄膜进一步揭示了作为反铁磁畸变（AFD）过渡和霍尔散射因子的温度依赖性的结果在霍尔载流子密度的异常行为。使用混合MBE生长，唯象建模，温度相关的传输测量，和扫描超导量子干涉器件成像，我们提供了重要的洞察到的重要作用，带内与带间散射和AFD畴壁的正常状态和超导性能的SrTiO $_3$。
2021-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Stoichiometric control of electron mobility and 2D superconductivity at LaAlO$_3$-SrTiO$_3$ interfaces
本研究通过精细调控LAO薄膜的La/Al化学计量比，提升LAO/STO界面迁移率并使其接近超导干净极限，同时发现Lifshitz转变以下临界温度未被抑制的新相区。
2024-01-25 cond-mat.supr-con
Two-dimensional superconductivity at a Mott-Insulator/Band-Insulator interface: LaTiO3/SrTiO3
过渡金属氧化物表现出各种各样的量子电子行为，其中相关性通常起着重要的作用。涉及这种材料的高质量外延界面的实现提供了一个独特的机会，工程师人工结构，新的电子订单发生。在这一领域最引人注目的结果之一是最近在强关联的莫特绝缘体LaTiO 3和能带绝缘体SrTiO 3之间的界面处观察到二维电子气。造成这种行为的机制仍在辩论中。特别是，必须澄清绝缘体性质的影响。在这里，我们表明，尽管预期的电子相关性，LaTiO 3/SrTiO 3异质结构在临界温度Tc=300 mK进行超导转变。我们发现超导电子气被限制在12 nm的典型厚度上。我们讨论了该系统的电子性质，并审查可能的情况。
2010-06-09 cond-mat.supr-con
Coulomb gap induced by electronic correlation and enlarged superconducting gap in laterally confined Pb islands grown on SrTiO3
我们报告的高分辨率扫描隧道显微镜（STM）研究纳米尺寸的Pb岛生长在SrTiO 3，其中三种不同类型的间隙具有不同的能量尺度被揭示。低温时，超导能隙（Δs）增大，而超导转变温度（Tc）没有提高，BCS比增大2Δs/kBTc ~ 6.22。这里的强耦合可能源于金属-氧化物界面上的电子-声子耦合。当超导能隙在外加磁场或高温下被抑制时，分别出现库仑能隙和赝能隙。库仑能隙对Pb岛的横向尺寸敏感，表明量子尺寸效应能够影响电子关联，而这在低维超导中通常被忽略。我们的实验结果将对纳米超导体中量子尺寸效应和关联之间的相互作用提供重要的启示。
2019-02-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gating of Au-$Bi_2Se_3$-NbN ramp-type junctions with superconducting NbN gate-electrode and $SrTiO_3$ film as the gate-insulator
$\rm Au-Bi_2Se_3-NbN$的斜坡型结制备在底栅极的顶部上，底栅极包括在（100）$\rm SrTiO_3$晶片上的$\rm NbN$栅极电极层上的$\rm SrTiO_3$栅极绝缘体膜。两个晶片的栅极绝缘体厚度为120和240 nm进行了研究，前者显示出较高的栅极漏电流Ig在高栅极电压Vg，导致热效应和位移的结电导谱与电压偏置。当Vg=0 V时，低阻结的电导谱在隧穿间隙内出现零偏压电导峰，当达到临界电流Ic时，电导出现典型的下降，而高阻结仅表现出隧穿电导。对于具有120 nm厚栅极绝缘体的晶片的Vg $>$-0.2 V（$\rm E\simeq$-2 MV/cm），发现Ig对Vg呈线性，而对于Vg $<$-0.2 V，观察到Ig饱和，分别在正和负高Vg值处导致二次和线性加热效应。这导致了不对称的电导谱位移与Vg，这几乎完全遵循免疫球蛋白与Vg的行为。在具有两倍栅极绝缘体厚度（240 nm）的晶片中，热效应被强烈抑制，并且仅在Vg= $\pm$ 2 V（$\rm E\simeq \pm$ 10 MV/cm）的最高Vg值下出现对称的小峰位移。当Vg=2 V时，电导比Vg=-2 V时低5%，表明在$\pm$ 10 MV/cm电场下，我们的结的费米能级移动很小.
2018-08-21 cond-mat.supr-con
Magnetic and Superconducting Ordering at LaAlO3/SrTiO3 Interfaces
我们制定了一个模型的磁性和超导有序在LaAlO 3/SrTiO 3界面包含本地化的磁矩和巡回电子。虽然这两个起源于Ti 3d轨道，前者可能是由于电子更紧密地绑定到界面，而后者是在几个层上扩展。只有后者对金属导电性和超导性有重要贡献。在我们的模型中，两种类型的电子之间的相互作用，这被认为是铁磁性的，结合强自旋轨道耦合的巡回电子，导致磁有序。此外，我们提出了一个模型的界面超导性，包括随机超导晶粒在体STO驱动，通过耦合到界面导带，向远程或准远程秩序。最有趣的是，磁序和强自旋轨道耦合可以以这种方式导致非常规的界面超导性，从而可能实现马约拉纳物理。
2012-06-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Single-gap superconductivity and dome of superfluid density in Nb-doped SrTiO3
SrTiO $_3$在掺杂Nb后表现出超导圆顶，具有最大临界温度\mbox{$T_\mathrm{c} \approx 0.4$~K}。利用微波带状线谐振器，在2 ~ 23 GHz，温度低至0.02 K的范围内，研究了载流子浓度为0.3 ~ $2.2\times 10^{20}$ cm $^{-3}$的SrTiO $_3$的低能光学响应。我们发现单隙电动力学，即使几个电子带超导。这是解释了一个单一的能隙$2Δ$由于间隙均匀化的费米面与低水平的缺陷散射Nb掺杂的SrTiO $_3$。此外，我们确定了$T_\mathrm{c}$，$2Δ$，和超流密度作为载流子浓度的函数，和所有三个量表现出的特征圆顶形状。
2018-03-07 cond-mat.supr-con physics.class-ph
Improving the Josephson energy in High-T$_c$ superconducting junctions for ultra-fast electronics
本文报道了用GdBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$ $_{-δ}$电极和SrTiO $_3$作为绝缘势垒（厚度在1 nm和4 nm之间）的垂直约瑟夫森隧道结（面积400 $μm$ $^2$）中的电输运。结果表明，约瑟夫森耦合与SrTiO $_3$势垒为1 nm和2 nm的结。后者在12K时显示出8.9mV的约瑟夫森。该值大于通常在平面结阵列中观察到的值。我们的研究结果是有希望的超导电子器件的发展在太赫兹制度。
2019-06-04 cond-mat.supr-con
Electric Field Control of the LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ Interface Ground State
复杂氧化物之间的界面是凝聚态物理中最有趣的研究领域之一。在这种特殊的设置中，平移对称性被人为打破，可以促进各种新颖的电子相位。理论研究预测复杂的相图，并建议在确定系统的基态的载流子密度的关键作用。一个特别吸引人的系统是绝缘体LaAlO $_{3}$和SrTiO $_{3}$之间的界面，它显示出高迁移率的导电性。最近，实验上发现了两种可能的基态：磁态和二维超导凝聚态。在这封信中，我们使用电场效应来探索系统的相图。载流子密度的静电调谐允许超导性的开/关切换，并驱动2D超导态和绝缘态（2D-QSI）之间的量子相变（QPT）。在绝缘状态下的磁输运性质的分析是一致的弱本地化，并没有提供磁性的证据。这里展示的超导性的电场控制为新型介观超导电路的发展开辟了道路
2008-07-03 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
High quality epitaxial FeSe0.5Te0.5 thin films grown on SrTiO3 substrates by pulsed laser deposition
采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3（001）衬底上制备了FeSe 0. 5Te 0. 5超导外延薄膜。采用X射线衍射、反射式高能电子衍射、扫描隧道显微镜和原子力显微镜等实验技术对样品的纯度、生长质量和外延生长进行了研究。沉积过程中的衬底温度被认为是控制样品形态和超导临界温度的主要参数。在最佳条件下得到的薄膜表现出c轴垂直于薄膜表面，a轴和b轴平行于衬底表面的外延生长，没有任何其他取向的证据。此外，这种薄膜在整个测量温度范围内表现出金属行为，临界温度高于17 K，这是高于目标温度。
2009-06-17 cond-mat.supr-con
Two-dimensional superconductivity at the (111)LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
本文报道了（111）LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面超导基态的发现和输运研究。超导转变是一致的Berezinskiii-Kosterlitz无磁过渡和它的二维性质进一步证实了临界磁场的各向异性，如由Tinkham计算。超导层厚度和相干长度分别为10 nm和60 nm。这项工作的结果提供了一个新的平台，以澄清在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面的超导性的微观细节，特别是在什么关系到轨道对称性的链接。
2017-06-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Negligible oxygen vacancies, low critical current density, electric-field modulation, in-plane anisotropic and high-field transport of a superconducting Nd0.8Sr0.2NiO2/SrTiO3 heterostructure
镍基超导氧化物薄膜的出现对整个凝聚态物理都具有十分重要的意义。在这里，我们报告了一些简短的实验结果的输运测量的14 nm厚的超导Nd 0.8Sr 0.2NiO 2/SrTiO 3薄膜异质结的起始转变温度为~9.5 K。光致发光测量结果表明，有可忽略的氧空位在SrTiO 3衬底在薄膜沉积和后化学还原的Nd0.8Sr0.2NiO 2/SrTiO 3异质结构。发现Nd0.8Sr0.2NiO2/SrTiO 3薄膜异质结构的临界电流密度相对较小，约为4 × 10^3 A/cm 2。虽然SrTiO 3衬底的表面台阶导致面内电阻率的各向异性，但超导转变温度几乎相同。面外磁输运测量产生约11.4 T的上临界场和约5.4 nm的面内Ginzburg-Landau相干长度。高达50 T的高场磁输运测量揭示了三种不同测量几何形状和复杂的霍尔效应在1.8 K的各向异性临界场。经由SrTiO 3衬底施加的电场略微改变超导转变温度。这些实验结果可能对这一快速发展的领域有用。
2021-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for Superconducting Phase Coherence in the Metallic/Insulating Regime of the LaAlO3-SrTiO3 Interface Electron System
LaAlO 3-SrTiO 3界面处存在具有极低载流子密度（约为10^13 cm^-2）的超导相。如果借助于栅极场耗尽载流子，则该超导相经历到金属/绝缘状态的转变，该金属/绝缘状态的特征仍然在于状态谱密度中的间隙。测量和分析这个差距的临界场，我们提供的证据表明，宏观相位相干库珀对存在于金属/绝缘状态。这是由波动的涡旋-反涡旋对，而不是由单独的、不动的库珀对来表征的。此外，测量产生的二维系统的超导相干长度的载流子密度依赖。
2015-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Possible signatures of mixed-parity superconductivity in doped polar SrTiO3 films
同时具有破缺的空间反转对称性和自旋轨道相互作用的超导体表现出自旋单线态和三重态配对的混合。在这里，我们报告的电子掺杂，应变SrTiO 3薄膜的超导性能的测量。这些薄膜具有增强的超导转变温度，并且先前显示在变成超导之前经历向极性相的转变。我们发现，一些电影显示出一个不寻常的超导状态，如平面临界场，高于顺磁和轨道对破坏限制的签名。此外，非互易运输，这反映了奇数与偶数配对相互作用的比例，观察。总之，这些特性表明，这些薄膜提供了一个可调的平台，非常规超导性的调查。
2020-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Multi-band theory of superconductivity at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
本文提出了绝缘氧化物LaAlO $_3$和SrTiO $_3$（001）金属界面超导性的多带模型。使用自洽的Bogoliubov-de Gennes理论，制定与现实的带在界面上，我们调查的自旋单重态和自旋三重态配对带内和带间通道。我们发现，当带内通道中的单重态配对幅度有限时，界面处的Rashba和原子自旋轨道相互作用在带间通道中诱导了单重态配对，在带内和带间通道中诱导了三重态配对.在不同的对沟道中，得到了超导体的栅压变化，并与实验结果进行了比较，两者吻合较好。有趣的是，超导转变温度的增强由外部面内磁场被发现揭示了一个隐藏的超导状态以上的观察到的存在。由于界面具有高水平的不均匀性，我们探索的作用，非磁无序结合热相位波动，通过使用蒙特卡罗方法。我们表明，即使在过渡到非超导相，由温度或磁场驱动，接口具有本地化的库珀对的签名在以前的实验中观察到。
2015-06-25 cond-mat.supr-con
Gate-tunable superconductivity at SrTiO3 surface realized by Al layer evaporation
低维超导体的电子性质是由多体效应决定的。这种物理学传统上是用超导薄膜来研究的，最近则是用氧化物界面上的二维电子气（2DEG）来研究的。在这项工作中，我们表明，超导2DEG可以通过简单地蒸发一薄层的金属铝在超高真空下的SrTiO 3晶体，从而铝氧化成无定形绝缘氧化铝，掺杂的SrTiO 3表面的氧空位。超导临界温度的产生的2DEG被发现是可调的栅极电压与最大值为360 mK。一个门诱导超导和电阻状态之间的切换被证明。与传统的脉冲激光沉积（PLD）相比，我们的工作在很大程度上简化了氧化物基超导2DEG的制备过程。它将使这样的系统获得广泛的实验技术，有助于了解低维相变和复杂的多体现象的电子系统。
2018-10-21 cond-mat.mes-hall 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
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
Molecular Beam Epitaxy Growth of Superconducting LiFeAs Film on SrTiO3(001) Substrate
化学计量比为“111”的铁基超导体LiFeAs近年来引起了人们极大的研究兴趣。首次采用分子束外延（MBE）方法在SrTiO 3（001）衬底上成功生长了LiFeAs薄膜，并利用反射高能电子衍射（RHEED）和低温扫描隧道显微镜（LT-STM）研究了LiFeAs薄膜的界面生长行为。研究了衬底温度和Li/Fe比对薄膜性能的影响。形成了厚度为3个五层（QL）的均匀LiFeAs薄膜。在4.7 K下，厚度大于4 QL的LiFeAs薄膜出现了超导能隙。当薄膜厚度大于13 QL时，由相干峰间距离确定的超导能隙约为7 meV，接近体材料的值。对LiFeAs厚膜的非原位输运测量表明，在16 K附近存在一个明显的超导转变.由温度相关的磁电阻估算了上临界磁场Hc 2（0）= 13.0T。LiFeAs薄膜的精确厚度和质量控制为生长类似砷化铁薄膜铺平了道路。
2015-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Multiband superconductivity due to the electron - LO-phonon interaction in strontium titanate and on a SrTiO3/LaAlO3 interface
在钛酸锶中，Froehlich电子-LO-声子相互作用主导电子响应，并且还可以提供超导性。由于SrTiO_3中的LO声子频率较高，超导系统是非绝热的。我们表明，介电函数的方法是一个足够的理论方法在SrTiO 3和SrTiO 3-LaAlO 3界面上的超导性。使用实际材料参数计算临界温度。所得到的临界温度与体相和界面相超导的实验数据相一致。本方法解释了所观察到的多圆顶形状的临界温度在SrTiO 3的电子浓度的函数，由于多带超导。
2016-08-02 cond-mat.supr-con
Link between the Superconducting Dome and Spin-Orbit Interaction in the (111) LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Interface
我们测量了（111）取向LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面的超导性质和自旋轨道相互作用与栅电压（$V_g$）的关系。在载流子密度-温度相图中，超导转变温度$T_c$的极大值和上临界场的极大值位于同一个$V_g$处，在一个圆顶形区域内观察到超导性。从超导参数确定的自旋-轨道相互作用和弱反定域测量证实遵循相同的栅极电压依赖性作为$T_c$。超导电性和自旋轨道相互作用之间的相关性以及平行上临界场的增强，远远超过了Krasekhar-Clogston极限，表明超导电性和自旋轨道相互作用以非平凡的方式联系在一起。我们提出了可能的情况来解释这种非常规的行为。
2017-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiple Quantum Phase Transitions at the superconducting LaTiO3/SrTiO3 interface
研究了静电门控超导LaTiO_3/SrTiO_3界面的磁场驱动量子相变（QPT）。通过有限尺寸标度分析，我们证明它属于（2+1）D XY模型普适类。该系统可以被描述为一个无序阵列的超导岛耦合的二维电子气（2DEG）。根据由栅极电压调谐的2DEG电导，QPT是单的（对应于整个阵列中的长程相位相干性）或双的（一个与局部相位相干性相关，另一个与阵列相关）。通过计算相干长度临界指数ν，我们发现根据Harris准则，QPT可以是“干净的”或“脏的”，这取决于相位相干长度是小于还是大于岛的尺寸. Spivak等人的理论方法很好地描述了整体行为，在二维超导QPT的费米场景的框架中。
2012-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
