中科院物理所
2019-06-05 12:24:02
转自公众号：
ChinesePhysicsLetters
http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUzMTg0NTQwNQ==&mid=2247483982&idx=1&sn=bf279787d4f7aec931ec379cc2bc7983
原文已发表在
CPL Express Letters
栏目
Received 30 April 2019;
online 07 May 2019
Express Letter
Distinct Superconducting Gap on Two Bilayer-Split Fermi Surface Sheets in
Bi2Sr2CaCu2O8+δ
Superconductor
Ping Ai(艾平), Qiang Gao(高强), Jing Liu(刘静), Yuxiao Zhang(张玉晓), Cong Li(李聪), Jianwei Huang(黄建伟), Chunyao Song(宋春尧), Hongtao Yan(闫宏涛), Lin Zhao(赵林), Guo-Dong Liu(刘国东), Gen-Da Gu(顾根大), Feng-Feng Zhang(张丰丰), Feng Yang(杨峰), Qin-Jun Peng(彭钦军), Zu-Yan Xu(许祖彦),
Xing-Jiang Zhou(周兴江)
Chin. Phys. Lett. 2019, 36 (6): 067402
文章亮点
采用自主研发的具有超高分辨率的新一代激光角分辨光电子能谱技术，发现
Bi2212
超导体中两套费米面具有的超导能隙不同，并具有不同的动量依赖关系。对两个费米面上的超导能隙的精确测量，为研究铜氧化物高温超导体中费米面拓扑结构和超导能隙的关系，
以及研究超导温度和铜氧面层数的关系，提供了重要实验信息。
Bi2212
高温超导体中发现费米面依赖的超导能隙
铜氧化物高温超导体的超导机理，是凝聚态物理研究中最重要的最具挑战性的物理问题之一。对高温超导体电子结构和超导能隙的研究，将为理解其超导机理提供关键的信息。铜氧化物高温超导电性是通过向
CuO2
面引入适当的载流子浓度而实现。已有大量实验证据表明，正常态和超导态下的种种奇异性质与载流子浓度密切相关。在欠掺杂区域，正常态性质偏离费米液体行为，而超导态的能隙也表现出异常的变化：尽管超导转变温度随着掺杂浓度的增加而升高，超导能隙却异常地随着掺杂浓度的增加而减小。而且
超导能隙随动量的变化关系偏离标准
d
波形式；掺杂量越低，偏离得越显著。
在过掺杂区域情况则显著不同，首先正常态很接近费米液体行为，其次超导能隙和转变温度都随着掺杂浓度升高而降低。而且超导能隙随动量的变化关系接近标准
d
波形式。另一方面，铜氧化物高温超导体的超导转变温度与一个结构单元中的
CuO2
面的层数相关。对同一个体系的超导体，超导温度从单层到三层不断升高，三层达到最高超导温度，继续增加铜氧面数量，超导转变温度反而降低。
角分辨光电子能谱技术能够对材料的电子结构和超导能隙实现直接的测量，因而在高温超导体研究中发挥了举足轻重的作用。
Bi2Sr2CaCu2O8
(Bi2212)是角分辨光电子能谱技术研究最广泛和深入的高温超导体系。由于它的一个结构单元中含有两个
CuO2
铜氧
面，两个
CuO2
面之间的相互作用导致能带的杂化，形成成键能带和反键能带以及相应的成键费米面和反键费米面。长期以来，普遍认为这种双层劈裂形成的两套费米面具有相同的超导能隙。已有的角分辨光电子能谱对
Bi2212
的测量，在实验精度范围内，也给出两套费米面具有相同超导能隙的结果。
近期，中国科学院物理研究所／北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室周兴江研究员，赵林副研究员以及研究生艾平等，采用自主研发的具有超高分辨率的新一代激光角分辨光电子能谱技术，发现
Bi2212
超导体中两套费米面具有的超导能隙不同，并具有不同的动量依赖关系。
新一代激光角分辨光电子能谱系统利用第三代基于飞行时间的能量分析器，配合
11eV
深紫外激光，不仅能一次性同时探测动量空间二维的信息，而且具有超高分辨率。通过对过掺
Bi2212
（超导温度
Tc=75 K）样品系列的实验测量，首先他们验证了双层劈裂发生在节点到反节点的各个动量位置，在反节点处达到最大。确定了反键费米面的载流子浓度为
0.27，和最佳掺杂（
0.16）相比对应重过掺杂，
而成键费米面的载流子浓度为
0.14，对应欠掺杂。通过系统地分析超导能隙随费米面不同动量点的变化，获得了超导能隙沿两个费米面完整的动量依赖关系，首次发现成键费米面和反键费米面具有不同的超导能隙。特别是发现反键费米面的超导能隙随动量的依赖关系遵循标准
d
波的形式，而成键费米面的能隙动量依赖关系明显偏离标准
d
波的形式。
Bi2212
在同一个材料中具有两个费米面，而且两个费米面对应显著不同的掺杂浓度，
一个为重过掺杂（
0.24），
另一个为欠掺杂
(0.14)。
对两个费米面上的超导能隙的精确测量，为研究铜氧化物高温超导体中费米面拓扑结构和超导能隙的关系，
以及超导温度和铜氧面层数的关系，提供了重要实验信息。
原文链接
HTML
研究快讯推荐
过渡金属硫族化合物
NbTe2
中的超导电性和费米面各向异性
拓扑超导体
(Li,Fe)OHFeSe
磁通中心马约拉纳零能模的量子化电导
新型单层二维原子晶体
AgTe
新量子自旋液体候选材料
Cu3Zn(OH)6FCl
稀土硫族化合物：三角格子量子自旋液体材料的大家族
量子绝热算法和量子线路算法一样强大
层状氮化物
MNCl (M: Hf, Zr)中电场诱导的稳态超导电性
自旋三重态超导电流产生自旋转移力矩的实验证据
量子反常霍尔效应多层结构的实验实现点此浏览所有
Express Letters
CPL Express Letters
栏目简介
为了保证重要研究成果的首发权和显示度，
CPL
于
2012
年
6
月
开设了
Express Letters
栏目。此栏目目前已发表国内外著名物理学家的优秀论文
53
篇，平均发表周期小于一周。如果将该栏目作为独立出版物，
2016
年的影响因子为
10.57，已经在国内物理学界建立起良好口碑与声望，来稿数量不断增加。
CPL
高被引论文数量统计
JCR
统计数据表明，
CPL
最近
10
年来发表的高被引论文数量在中国同类期刊中名列前茅。迄今为止，
CPL
发表的文章中，
有
1
篇引用超过
1000
次，
有
2
篇引用超过
500
次，
有
8
篇引用超过
200
次，
有
26
篇引用超过
100
次，
有
100
篇引用超过
50
次。
在全世界物理类论文中，
有
3
篇文章超过或接近
Top 0.1%
的引用水平；
有
6
篇文章超过或接近
Top 1%
的引用水平；
有
68
篇文章超过或接近
Top 10%
的引用水平。
来源：
ChinesePhysicsLetters
编辑：Shiny
近期热门文章Top10
1. 首届黑洞PS大赛来袭！为了这张「高糊」的图，中国科学家做出了啥贡献？
2. 物理学四大神兽，除了“薛定谔的猫”还有谁？
3. 地下多大的金矿才能影响到单摆实验？| No.149
4. 为什么用木棍打衣服就可以洗干净衣服？| No.150
5. 为了替你出气，我们给讨厌的杨柳絮来个「以暴制暴」
6. 玩扫雷还有什么技巧？科学家的玩游戏方法你绝对想不到
7. 在我国，没有任何一张地图能告诉你你的真实位置
8. 在客户鱼嘴里提供服务的小清洁虾、清洁鱼，是怎么知道自己不会被吃掉的呢？
9. 你以为土拨鼠只会尖叫？其实它可能正在骂你
10. 你知道为了测博尔特的速度，我们有多努力嘛？
点此查看以往全部热门文章
阅读原文