“鐵硒基超導(dǎo)薄膜的研究”項目入選2011年度“中國高校十大科技進展”

2011年12月12日，由教育部科學(xué)技術(shù)委員會組織評選的2011年度“中國高等學(xué)校十大科技進展”在京揭曉，清華大學(xué)共有3個項目入選。繼去年的“拓撲量子態(tài)的研究”后，物理系薛其坤院士和陳曦教授研究團隊的“鐵硒基超導(dǎo)薄膜的研究”再次入選了“中國高等學(xué)校十大科技進展”。

“中國高等學(xué)校十大科技進展”的評選自1998年開展以來，至今已14屆。這項評選活動對提升高等學(xué)?？萍嫉恼w水平、增強高校的科技創(chuàng)新能力發(fā)揮了積極作用，并產(chǎn)生了較大的社會影響，贏得了較高的聲譽。

鐵基超導(dǎo)體是繼1986年發(fā)現(xiàn)的銅氧化合物高溫超導(dǎo)體之后于2008年被發(fā)現(xiàn)的又一類新型高溫超導(dǎo)材料，它的發(fā)現(xiàn)為高溫超導(dǎo)電性的研究開辟了一個全新的研究方向，是目前物理學(xué)的一個研究熱點。清華大學(xué)物理系薛其坤院士和陳曦教授的研究團隊，近期在一類重要的鐵基超導(dǎo)體——鐵硒化合物的研究中取得了重要進展。他們把半導(dǎo)體領(lǐng)域中的分子束外延技術(shù)拓展到鐵基超導(dǎo)材料的制備中，實現(xiàn)了對超導(dǎo)薄膜生長過程和形貌在原子水平上的精確控制，制備出了化學(xué)成分嚴格可控的高質(zhì)量單晶FeSe薄膜。在此基礎(chǔ)上，他們利用同時具有空間原子分辨和高能量分辨本領(lǐng)的強磁場掃描隧道顯微技術(shù)研究了FeSe超導(dǎo)體中的電子配對機制。之后，該研究團隊又解決了由三個不同族元素組成的化合物的分子束外延生長的難題，得到了高質(zhì)量的KxFe2－ySe2薄膜，這是薄膜材料制備方面的一個重要突破。他們進而利用掃描隧道顯微鏡澄清了KxFe2－ySe2研究中存在的一系列困惑，證明了KxFe2－ySe2材料存在超導(dǎo)與絕緣體的相分離，并發(fā)展出一套探測超導(dǎo)體自旋結(jié)構(gòu)的方法，證明了該材料在超導(dǎo)區(qū)域存在長程反鐵磁序。這些工作為非常規(guī)超導(dǎo)體的研究帶來了新的方法和思路，對理解鐵基高溫超導(dǎo)機理具有重要意義。這一系列工作分別發(fā)表在2011年的《科學(xué)》、《自然—物理》等雜志上。

這項研究成果是和中科院物理所馬旭村研究員的研究組以及美國普渡大學(xué)胡江平教授和加州大學(xué)圣地亞哥分校吳從軍教授合作完成的。