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FeSeSrTiO₃界面高温超导体

更新时间：2026-07-23 10:58:14 大小：14K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：fesesrtio高温超导体 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

基本结构与发现背景

FeSe/SrTiO₃（铁硒/钛酸锶）界面高温超导体是2012年由中国科学家团队首次发现的新型界面高温超导体系，该体系将单原子层厚度的FeSe薄膜生长在TiO₂终止的SrTiO₃（001）衬底上，打破了传统铁基超导体的临界温度记录，也为界面超导研究开辟了全新方向。

常规体材料FeSe的常压超导临界温度Tc仅约8K，当形成单原子层FeSe与SrTiO₃衬底的异质结后，其超导临界温度被大幅提升至超过40K（部分测量结果甚至达到65K以上，远高于铁基超导体的体相最高Tc记录55K）。这种超导临界温度的巨大提升，完全来自异质界面的电子相互作用与界面效应，因此被学界定义为界面高温超导体。

核心结构特征

1. FeSe薄膜结构：单原子层FeSe保持了体相FeSe的铅铜矿型结构，Fe原子构成四方格子，Se原子位于Fe四方格子的上下两侧，每个Fe原子与四个相邻Se原子形成四面体配位。由于衬底晶格失配，FeSe薄膜在SrTiO₃表面存在约3%的晶格拉伸，改变了Fe原子的3d电子轨道占据。

2. SrTiO₃衬底结构：衬底通常采用TiO₂原子层终止的SrTiO₃（001）取向单晶，表面经过严格刻蚀与退火处理后呈现原子级平整，能够让FeSe薄膜实现层状外延生长，界面处仅存在单个原子层的过渡，不会形成体相杂质反应层。

3. 界面相互作用特征：FeSe与SrTiO₃之间通过化学键作用结合，存在电荷从SrTiO₃衬底向FeSe薄膜的转移，使得FeSe薄膜的电子浓度相比体相显著提升，同时界面的声子模式也会与FeSe中的电子发生耦合作用。

关键物理性质

超导临界温度

不同制备工艺得到的FeSe/SrTiO₃样品临界温度存在一定差异：常规分子束外延生长的高质量样品，原位电输运测量得到Tc通常在40K-55K之间，部分经过后处理的样品，通过原位扫描隧道显微镜测量的超导能隙对应的特征温度可以达到65K-100K，已经达到液氮温区（77K）附近，是目前二维界面超导体系中临界温度最高的体系之一。

超导能隙特征


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