FeSe薄膜的生長和原位電輸運性質研究.pdf

1、FeSe是目前已知結構最簡單的鐵基超導體，在STO（001）襯底上生長的單層FeSe薄膜的超導轉變溫度高達109K，然而常態(tài)下FeSe體材料的超導轉變溫度僅為8K，這種巨大的差異使人們的興趣點自然聚焦到了探索FeSe物理屬性隨層厚增加的變化上。
　　本論文主要研究了多層FeSe薄膜在STO襯底上的分子束外延生長及其原位電輸運性質。發(fā)現FeSe生長過程中RHEED衍射條紋強度演化的峰型振蕩特征符合臺階密度模型的描述，此特征不受高能電

2、子掠射角影響從而可以用來標定生長指定層數的FeSe薄膜樣品。摸索出了生長兩層至多層FeSe薄膜的生長條件，通過STM表面形貌學研究，確定了所生長樣品皆為大面積連續(xù)且覆蓋均勻的高質量樣品。在超低溫度超高真空環(huán)境下用STM及原位四探針STM研究了80層FeSe薄膜的原子尺度形態(tài)及電輸運特性，發(fā)現其在低于60 K的溫度區(qū)間內為半導體且直到4K也沒有超導跡象，在高于60K時轉變?yōu)榻饘?。當經過適當退火處理后，薄膜變?yōu)槌瑢w，其超導轉變溫度可達14

3、K對比FeSe體材料有約70％的提升。經RHEED及XRD的測量，發(fā)現經退火處理后的80層FeSe薄膜的面內晶格縮小到了3.67埃而面外則擴大到了5.60埃，且結合本實驗及其它文獻數據發(fā)現FeSe薄膜超導轉變溫度隨面內外晶格常數的變化為線性關系，從而發(fā)現了原位退火處理可通過調整晶格使80層厚FeSe轉變?yōu)槌瑢w，也展現了原位四探針STM技術的可靠性。這些工作為更好地認識鐵基超導體，了解高溫超導機制有重要意義并為研究晶格變化在提高超導轉變