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北京大學量子材料中心王健研究組與合作者在鈦酸鍶（SrTiO3）襯底上外延生長的單原胞層厚（0.55 nm）鐵硒（FeSe）薄膜中觀測到了具有磁激發(fā)跡象的玻色模式和強非磁性雜質誘導的準粒子束縛態(tài)。兩項發(fā)現(xiàn)為超導機制備受爭議的單原胞層鐵硒薄膜提供了異號配對的重要實驗證據(jù)，表明在該體系中盡管界面電–聲耦合被認為可以增強超導特性，自旋漲落對于庫珀對的配對有著不可忽略的作用，或對鐵基高溫超導機理的統(tǒng)一理解提供重要參考。 提升超導轉變溫度和理解庫珀配對機制是超導領域兩個最重要的研究方向。在以往的鐵基超導研究中，基于電子–空穴費米口袋嵌套的s±波配對被廣泛接受。然而對于AxFe2?ySe2 (A = K, Rb, Cs, Tl)、(Li1?xFex)OHFe1?ySe，尤其是單原胞層 FeSe/SrTiO3等一系列重電子摻雜鐵硒化合物，重電子摻雜會導致費米能級上移，進而導致布里淵區(qū)中心Γ點的空穴費米口袋降至費米能級以下，使得電子–空穴費米口袋嵌套理論失效。因而，鐵基超導中的s±配對圖像受到嚴峻挑戰(zhàn)。 鈦酸鍶襯底上外延生長的鐵硒薄膜具有鐵基超導家族最簡單的分子結構和最高的超導轉變溫度（能隙閉合溫度的典型值為65 K），自2012年被清華大學薛其坤團隊發(fā)現(xiàn)以來在國際凝聚態(tài)物理領域掀起了研究熱潮。前期，北京大學王健研究組與薛其坤研究組合作采用電輸運和抗磁性測量首次報道了單層鐵硒中高溫超導的直接證據(jù)（Chin. Phys. Lett. 31, 017401 (2014)，被Science編輯選擇文章Science 343, 230 (2014)報道）。然而，其中的超導配對機制，一直存在爭議，始終懸而未決。 為了揭示單層鐵硒中的超導配對機制，王健研究組開展了一系列系統(tǒng)的實驗。實驗中的單層鐵硒超薄膜采用分子束外延技術生長于鈦酸鍶襯底。通過原位超高真空（~10?10 mbar）原位掃描隧道譜探測，研究組發(fā)現(xiàn)超導能隙外存在由電子–玻色子耦合導致的鼓包（hump）結構。系統(tǒng)的掃描隧道譜實驗揭示以該鼓包為特征的玻色模式更接近磁激發(fā)信號（圖1），極有可能是充當配對媒介、且連接布里淵區(qū)近鄰角落（M點）電子費米口袋的(π,π)自旋漲落。超導序參量作為復數(shù)，其在費米面上的分布存在同相位（保號：sign-preserving）與反相位（異號：sign-reversing）兩種情形。雜質散射作為一種相位敏感技術，已廣泛應用于以往超導配對研究。其中非磁性雜質尤為特殊，其選擇性地局域破壞s±波、d波等異號配對，實驗上表現(xiàn)為誘導超導能隙內的束縛態(tài)，而對傳統(tǒng)保號s波配對無明顯效應，因此可用于區(qū)分異號和保號配對圖像。王健研究組采用沉積于單層鐵硒表面的強非磁性雜質鉛（Pb）吸附原子作為散射中心，實驗中發(fā)現(xiàn)相對于正常超導譜形，鉛原子在超導帶隙邊界附近誘導出電子型譜權重增強，同時超導能隙減弱（圖2）。該特征是‘隱’束縛態(tài)的典型信號。系統(tǒng)的勢散射強度調節(jié)（圖2(d)）等實驗也印證了這一觀點，有力地說明單層鐵硒超導能隙函數(shù)存在異號。同時，基于異號配對圖像，如擴展s±波（圖2(e)），南京大學王強華教授與南京師范大學高繹教授理論上定性復現(xiàn)了非磁性雜質誘導的超導譜形重構。上述的玻色模式與非磁雜質散射兩項研究成果一致支持單層鐵硒中存在以自旋漲落為媒介的異號配對，為最終澄清單層鐵硒的界面高溫超導機制奠定了重要基礎，同時也預示具有不同費米面構型的鐵基高溫超導體或存在統(tǒng)一解釋。圖1. 單原胞層 FeSe中具有磁激發(fā)跡象的玻色模式。(a) 單原胞層 FeSe的掃描隧穿譜，顯示超導能隙外由電子–玻色子耦合導致的鼓包結構；(b) Ω/2Δ1與Δ1的統(tǒng)計負關聯(lián)（Ω：玻色模式能量；Δ1：內超導能隙）。圖2. 單原胞層 FeSe中強非磁性雜質誘導的準粒子束縛態(tài)。(a) Pb吸附原子的STM形貌圖；(b) Pb吸附原子和正常單原胞層 FeSe的掃描隧穿譜，顯示9.5 mV處存在‘隱’束縛態(tài)；(c) 跨Pb吸附原子的掃描隧穿線譜；(d) 101組Pb吸附原子掃描隧穿譜（黑實線下方）與無吸附原子時的掃描隧穿譜（黑實線上方）對比；(c) 擴展s±波圖像下非磁性雜質的模擬局域態(tài)密度譜。 兩項工作分別于2019年5月22日和2019年7月15日發(fā)表于Nano Letters（Nano Lett. 19, 3464?3472 (2019)）、Physical Review Letters（Phys. Rev. Lett. 123, 036801 (2019)）。論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00144、https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.036801。 其中Nano Letters文章北京大學博士生劉超飛為第一作者，北京大學王健教授為通訊作者；Physical Review Letters文章，北京大學博士生劉超飛、王子喬和南京師范大學高繹教授為共同第一作者，北京大學王健教授和南京大學王強華教授為共同通訊作者。 以上工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、量子物質科學協(xié)同創(chuàng)新中心、中科院卓越創(chuàng)新中心、北京市自然科學基金、江蘇省自然科學基金等經費的支持。王健特別感謝謝心澄、王垡、徐莉梅、任澤峰以及量子物質科學協(xié)同創(chuàng)新中心在北大超高真空分子束外延與低溫掃描隧道顯微鏡實驗室搭建過程中給予的支持。

FeSe超導體是鐵基超導家族中結構最簡單的材料。無論是在超導態(tài)還是正常態(tài)（四方-正交的結構相變溫度之下），F(xiàn)eSe中的低能量自旋激發(fā)是完全c方向極化的，即沒有ab面內的分量。這一奇特的自旋激發(fā)各向異性表明：一是FeSe中自旋軌道相互作用很強；二是FeSe中的自旋軌道相互作用會顯著地影響電子庫珀對的形成。??

大部分鐵基超導的母體在有限溫度會有“向列”相變，在此溫度之下晶格的四重旋轉對稱性會自發(fā)破缺，而在此相變溫度下略低或相同的溫度會發(fā)生條紋反鐵磁相變。所以通常認為這些鐵基材料中的向列相是由反鐵磁關聯(lián)驅動。但是FeSe體材料的行為與典型的鐵基超導材料非常不同。FeSe在90K溫度有向列相變，但直到可以測量的最低溫度都沒有磁性長程序。最近的核磁共振研究在向列相變溫度附近也沒有看到低能自旋漲落的增強。基于這些結果，一些人推測FeSe中的向列相和磁性無關而可能是由軌道序驅動。通過理論論證和數(shù)值計算提出正方晶格上自旋為1的阻挫自旋模型可以有一種“向列量子順磁相”。這個相自發(fā)地破缺晶格的四重旋轉對稱性，但是有自旋能隙，所以沒有接近零能的自旋漲落。王垡及合作者指出這種物相可以解釋FeSe體材料的不尋常物性，并且預言FeSe會在條紋反鐵磁序和交錯反鐵磁序的兩種波矢都具有有限能量的低能自旋漲落。

3D電子心理沙盤 （一）、軟件功能1、3D場景：①提供10個不同樣式的沙箱場景，根據(jù)沙盤主題進行自由選擇，包含草原、沙漠、湖畔、雪地等，沙箱場景與實際沙盤高度逼真。②場景編輯功能：在場景中，可以升降地面，調節(jié)水位高度，改變天氣狀態(tài)，比如晴天、多云、陰天、日出、日落、黃昏、黑天。提供60個地表畫刷，可以對地面進行背景替換和填充。2、3D沙具①10類沙具，包括人物類，動物類，植物類，建筑物類，景觀類，交通運輸類……，其他種類?？傆嫴簧儆?500個3D沙具。②任一沙具不僅可以進行拖動、旋轉、移動，還可以刪除，同時系統(tǒng)自動記錄沙具編號、名稱、位置。某些動物類沙具可以設置為動態(tài)，如甩尾、踏步、抬頭、眨眼等微動作；沙漠或草原可以有明顯的刮風、下雨天氣。③自定義沙具屬性：管理員可以自定義沙具屬性，支持沙具的左右、上下、大小、發(fā)轉等操作，該屬性能夠為沙具意義分析報告提供參考根據(jù)。 3、可外接硬件：具有支持眼動儀的接口。支持眼動追蹤功能：系統(tǒng)預留外接眼動儀接口，一旦鏈接眼動儀即可實時記錄游戲者沙盤制作過程中眼動注視情況，回放時可以與沙盤畫面同步呈現(xiàn)，給老師提供眼動信息作為咨詢參考依據(jù)。對于心理沙盤游戲過程中的眼動與心理分析及研究提供客觀性數(shù)據(jù)支持。【眼動儀非標配】 4、沙盤環(huán)境操作與設置①通過地形編輯器（地形刷）對場景地形進行上升（凸起造山）、下降（洼陷造湖）、平坦（回填復原）等創(chuàng)造性制作場景，也可以通過控件進行地表切換（變色、草地沙地雪地等地形變換、調整明亮度），進行地形填充與批量化場景創(chuàng)設。②多種天氣切換：晴天、多云、陰天、日出、日落、黃昏、黑天等天氣與時間設置控件，將選擇后的場景更加豐富多彩。③水面設置具有調整水位高低、風吹波浪、水面渾濁、風向角度等4個功能，讓場景中的水面更具生氣。④根據(jù)不同來訪者自己的愛好與心理偏向，提供40多種場地顏色切換功能。 5、加載功能。將一次沙盤制作分為若干次，每次均在上次基礎上進行沙盤制作，適合多次連續(xù)咨詢。6、回放功能。系統(tǒng)提供實時回放，將沙盤制作過程重新呈現(xiàn)，可以作為學習資料進行存檔留存。 7、報告功能。 ①自動出具心理沙盤分析報告，報告內容分為基本信息、來訪者評價、作品截圖、移動/擺放列表、沙具使用數(shù)量統(tǒng)計圖、沙具意義分析、沙具布局熱點圖、不同象限眼動注視分布圖(加載眼動儀則呈現(xiàn)，不加載不呈現(xiàn))、整體分析記錄表等信息。沙盤組織者可以對其中的內容進行編輯。②沙盤報告是根據(jù)內部沙具意像智能化出具，是千人千面的智能動態(tài)化（非套用靜態(tài)模板）。

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