最新Science: KTaO3(111)界面的二维超导性和各向异性输运现象

nanoCJ 3年前 (2021-02-12) 2653浏览

【引言】

材料之间的界面通常来说可以展现不属于界面两边任一材料的量子态。特别是对于二维系统，界面上独特的电子结构能够允许非传统量子态的出现。如LaAlO3和SrTiO3两个绝缘氧化物之间在200 mK的临界温度上出现的超导界面就是一个典型的例子。

【成果简介】

近期，美国阿贡国家实验室的Changjiang Liu和Anand Bhattacharya（共同通讯作者）等人报道了在一种电子气中发现了超导性。这种电子气形成于（111）取向KTaO3（KTO）和EuO（或者LaAlO3）之间的界面，超导转变温度可达2.2K，比LaAlO3/SrTiO3系统高出整整一个数量级。更值得一提的是，当温度下降至25 mK时，KTaO3 (001)界面上相似的电子气仍然能维持正常。临界场以及电流-电压测量表明，这一超导性是二维的。而在EuO/KTaO3 (111)样品中，研究人员还发现在超导性出现之前，在EuO/KTaO3 (111)样品能观察到面内输运各向异性的情况，表面“条带状”相的出现。基于这些实验结果，研究认为这项工作不仅有利于超导器件的开发，还为超导性的机理研究提供了崭新的机会。2021年02月12日，相关成果以题为“Two-dimensional superconductivity and anisotropic transport at KTaO3 (111) interfaces”的文章在线发表在Science上。

【图文导读】

图1 KTO(111)表面及其表征

图2 KTO界面上形成的二维电子气的输运测量

图3 EuO/KTO(111)样品的临界场以及电流-电压测量

图4 EuO/KTO(111)样品中的条带相检测

文献链接：Two-dimensional superconductivity and anisotropic transport at KTaO3 (111) interfaces（Science, 2021, DOI: 10.1126/science.aba5511）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。

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