新界面超导体系的探索

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11774193
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2008.超导与超流
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The discovery of high-temperature superconductivity with a superconducting gap of ∼20 meV in single unit cell FeSe on SrTiO3 substrates has stimulated tremendous interest in the superconductivity community, for it opens a new avenue for both raising superconducting transition temperature and understanding the pairing mechanism of unconventional high temperature superconductivity. In this project, we plan to prepare ultrathin superconducting films on semiconductor/oxide substrates by molecular beam epitaxial growth and study the superconductivity properties therein by combining in-situ scanning tunneling spectroscopy and transport measurement. This aims to find new interface superconductivity. We will also modulate the doping level by surface doping, substitution and electric field effect to figure out the doping level dependence of superconductivity. Furthermore, we will study the impurity states induced by magnetic and non-magnetic atoms and bound states at the center of a vortex to check the pairing symmetry. Based on the above experimental study and the comparison with bulk superconductivity, we expect to deepen our understanding on interface superconductivity and figure out the key factors for enhancing superconductivity. This project may shed light on understanding the unconventional superconductivity in cuprate and iron-based superconductors, both of which exhibit sandwiched structures consisting of alternative superconducting layers and charge reservoir layers, and searching for new high temperature superconductors.
外延于SrTiO3衬底上单层FeSe薄膜具有十倍于体态值的超导能隙这一实验发现引发了国内外对界面超导的研究热情。本项目将利用分子束外延生长技术制备原子级厚度超导薄膜,构建导电/半导体(氧化物)异质界面;结合低温强磁场扫描隧道谱与输运测量,研究尺寸效应、界面效应对超导性质的影响,探索新的界面增强超导体系。进一步,利用表面掺杂、替位掺杂以及场效应调节等手段实现载流子浓度调控,获得超导转变温度对掺杂浓度的相图;研究各类超导薄膜中磁性原子和非磁性原子杂质态和磁通中心的准粒子态,探索杂质对超导的影响,揭示超导电子配对的对称性和配对机制。对比不同界面体系及体相超导性质的异同,探索导致界面增强超导的关键因素。这一研究项目旨在发现新的界面超导体系,积累更多界面超导实例及更深入理解增强超导特性的关键因素。这一项目的顺利开展将对理解高温超导机理以及发现更高转变温度的超导材料都具有重要意义。

结项摘要

在本项目执行过程中,按照申请书中研究计划进行了超导层/氧化物界面超导探索工作。发现了FeSe/MgO和FeSe/NdGaO3界面增强超导体系。我们还利用SrTiO3衬底模板作用获得了四方相CoSe和CoSb薄膜,结合谱学和抗磁性测试表明CoSb/SrTiO3可能是新的超导体系。进一步研究了FeSe/SrTiO3界面增强超导机制,发现了超导能隙与界面氧空位浓度正相关关系。发展了SrTiO3双晶衬底处理技术和利用放电等离子烧结技术快速制备硒化铁/氧化物混合多晶材料的方法。以上相关工作为理解界面高温超导机制和探索更多界面超导体系提供了丰富的实验依据。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Preparation of SrTiO3 bicrystal substrates with atomic-level controlled boundaries for Josephson junction fabrication
用于约瑟夫森结制造的具有原子级控制边界的 SrTiO3 双晶衬底的制备
  • DOI:
    10.1103/physrevmaterials.4.050401
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Physical Review Materials
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Ding Cui;Gong Guanming;Liu Chong;Yang Haohao;Dong Wenfeng;Zhang Zhiyu;Li Yuanzhao;Wang Lili;Xue Qi-Kun
  • 通讯作者:
    Xue Qi-Kun
Signature of Superconductivity in Orthorhombic CoSb Monolayer Films on SrTiO3(001)
SrTiO3(001) 上正交 CoSb 单层薄膜的超导特征
  • DOI:
    10.1021/acsnano.9b04223
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Cui Ding;Guanming Gong;Yanzhao Liu;Fawei Zheng;Zhiyu Zhang;Haohao Yang;Zhe Li;Ying Xing;Jun Ge;Ke He;Wei Li;Ping Zhang;Jian Wang;Lili Wang;Qi-Kun Xue
  • 通讯作者:
    Qi-Kun Xue
Anti-PbO-type CoSe film: a possible analog to FeSe superconductors
反 PbO 型 CoSe 薄膜:可能类似于 FeSe 超导体
  • DOI:
    10.1088/1361-6668/aae146
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    Superconductor Science and Technology
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Liu Chong;Zheng Fawei;Shen Lei;Liao Menghan;Wu Rui;Gong Guanming;Ding Cui;Yang Haohao;Li Wei;Song Can-Li;He Ke;Ma Xu-Cun;Zhang Ding;Yang Lexian;Zhang Ping;Wang Lili;Xue Qi-Kun
  • 通讯作者:
    Xue Qi-Kun
Asymmetrically optimized structure in a high-T-c single unit-cell FeSe superconductor
高 T-c 单胞 FeSe 超导体的不对称优化结构
  • DOI:
    10.1088/1361-648x/aaf2d9
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Physics: Condensed Matter
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Fukaya Yuki;Zhou Guanyu;Zheng Fawei;Zhang Ping;Wang Lili;Xue Qi-Kun;Shamoto Shin-ichi
  • 通讯作者:
    Shamoto Shin-ichi
Type-II Ising Superconductivity and Anomalous Metallic State in Macro-Size Ambient-Stable Ultrathin Crystalline Films
宏观尺寸环境稳定超薄晶体薄膜中的 II 型伊辛超导和反常金属态
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.0c01356
  • 发表时间:
    2020-08-12
  • 期刊:
    NANO LETTERS
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Liu, Yi;Xu, Yong;Wang, Jian
  • 通讯作者:
    Wang, Jian

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其他文献

在预刻蚀的衬底上通过分子束外延直接生长出拓扑绝缘体薄膜的微器件
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    王立莉;何珂;马旭村;薛其坤
  • 通讯作者:
    薛其坤
分子束外延硒化铁薄膜的超导电性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋灿立;王立莉;马旭村;薛其坤
  • 通讯作者:
    薛其坤

其他文献

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王立莉的其他基金

FeAs和NiAs超导层的界面调控研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
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    面上项目
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  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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