团队的研究员们戴着护目镜,操作着设备:先将SrTiO3衬底加热到600°C,清洁表面;然后控制铁源和硒源的蒸发速率,铁原子束强度为0.1单层/分钟,硒过量以确保化学计量比。
生长过程中,吴工偶尔纠正参数:“注意衬底温度,过高会导致晶格失配,降低电子-声子耦合,目标厚度是约0.5nm的单原子层。”
在第一个样品生长完成后,他们用X射线衍射(XRD)检查晶体结构:峰值显示良好外延,但电阻测试在液氮浴(77K)中,超导转变温度Tc只有50K,远低于预期。
第二个月:“我觉得应该是硒空位缺陷导致的费米面重构不完整,吴工,尝试一下增加后退火步骤,在真空下加热到400°C,促进界面电荷转移。”林燃提醒道“我觉得界面效应会是关键,SrTiO3的极性层会诱导二维电子气,提升Tc。”
这和2014年Nature的一篇文献有关,在那篇文献里有提到,FeSe/SrTiO3系统可以利用界面效应将Tc从8K推到100K以上。
团队迭代三次,调整硒/铁比从6:1到8:1,终于在第四个样品上看到进步:XRD显示锐利峰,表明完美晶格匹配。
第三个月,才开始初见曙光,使用高压氧掺杂,FeSe薄膜的晶格扭曲,a轴参数从3.76增加到3.78,电子-声子耦合增强。
在模拟观测中,显示Tc能达105K。
林燃说:“我知道大家很高兴,但这还不够,我们需要继续优化。
因为月球南极的辐射环境会干扰Cooper对,但低温能抑制热噪声。
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