自旋极化扫描隧道显微术

自旋极化扫描隧道显微术是一种新兴的表面自旋分辨技术，文章主要介绍了自旋极化的扫描隧道显微镜和扫描隧道谱实现表面自旋分辨的原理以及在各种磁性表面研究中的应用，采用自旋极化技术的扫描隧道显微镜可以测量表面磁结构，其空间分辨可以达到原子尺度，分辨率超过其他磁显微技术，而自旋极化扫描隧道谱不但可以分辨空间精细磁畴结构，而且能研究表面态的交换劈裂，文章作者还进一步提出了利用自旋极化扫描隧道显微镜实现自旋注入的设想。     

基于异质外延薄膜的界面超导电性研究

超导电性因其丰富的物理性质和潜在的应用价值已成为21世纪物理学中备受关注的前沿课题之一.本文从超导物理的发展历程与研究现状出发,介绍了基于异质外延薄膜界面超导电性的研究,着重展示了实验设计思路、研究方法及清华大学在本领域近年的研究进展,力图以此激发学生的创新性思维,同时为相关领域的科研人员提供借鉴.     

Semimetal NaaBi Thin Film Grown on Double-Layer Graphene by Molecular Beam Epitaxy

Atomically fiat thin films of topological semimetal Na3Bi are grown on double-layer graphene formed on 6H SiC（0001） substrates by molecular beam epitaxy. By combined techniques of molecular beam epitaxy, scanning tunneling microscopy and angle resolved photoelectron spectroscopy, the growth conditions for NaaBi thin films on double-layer graphene are successfully established. The band structure of NaaBi grown on graphene is mapped along Г-M and Г-K; directions. Furthermore, the energy band of Na3Bi at higher energy is uncovered by doping Cs atoms on the surface.     

高温超导配对对称性的实验探测

超导作为一种宏观量子现象,其量子态波函数在理论上可以分为与氢原子模型类似的s波、p波、d波等。这些波函数的角动量量子数依次为0,1,2…,具有不同的对称性。在氢原子模型中,s波的波函数是各向同性的,而p波、d波的波函数在空间中存在很强的各向异性。其中,p波或d波的振幅在空间中的分布像两片或四片花瓣（此处考虑的是d_x²-y²波）,在从一片花瓣转向近邻花瓣时其相位部分变号。相比于氢原子模型,固体材料中除了存在完全各向同性的s波超导外,也可能存在一种角动量量子数为零但波函数振幅部分各向异性的配对。区分这种各向异性的s波与角动量量子数非零的波的关键是相位部分是否存在变号,相关的探测被称为对相位部分敏感的测量实验,简称相敏实验。为了开展相敏实验,我们可以从约瑟夫森效应出发。其经典的表达式为
I=I_c sin （φ₁-φ₂）,
其中I是流过一个超导—绝缘层—超导三明治结构的电流,I_c是约瑟夫森临界电流（与超导波函数的振幅相关）,φ_1,2是组成约瑟夫森结的两个超导波函数的相位。这一式子说明,在没有电压的情况下存在一个非零的、由库珀对组成的电流穿过绝缘层。更重要的是,该电流与两个超导波函数的相位差直接相关。因此,测量约瑟夫森隧穿可以揭示波函数的相位信息,进而确定超导配对波函数的对称性。     

封面说明

在衬底表面上周期排列的全同金属纳米点或原子簇是一种新的二维人造晶格 ,它们在下一代微电子技术、高密度信息储存、纳米催化和光化学反应等方面具有重要的应用前景 .生长尺寸在 1— 2ｎｍ的原子簇组成的人造二维晶格需要原子水平上的精确控制 ,这为利用宏观分析手段研究个别原子簇的性质奠定了基础 .最近我们已经成功地用外延方法第一次实现了这种二维人造晶格 .封面上显示的是在Ｓｉ(111) - 7× 7表面生长的金属铝全同纳米原子簇的二维人造晶格的扫描隧道显微镜照片 .图中每个三角形亮点代表一个铝的纳米原子簇 ,它们排列成有序的蜂窝结…     

Molecular beam epitaxy and superconductivity of stoichiometric FeSe and KxFe2_ySe2 crystalline films

Our recent progress in the fabrication of FeSe and KxFe2_ySe2 ultra thin films and the understanding of their superconductivity properties is reviewed. The growth of high-quality FeSe and KxFe2_ySe2 films is achieved in a well controlled manner by molecular beam epitaxy. The high-quality stoichiometric and superconducting crystalline thin films allow us to investigate the intrinsic superconductivity properties and the interplay between the superconductivity and the film thickness, the local structure, the substrate, and magnetism. In situ low-temperature scanning tunneling spectra reveal the nodes and the twofold symmetry in FeSe, high-temperature superconductivity at the FeSe/SrTiO3 interface, phase separation and magnetic order in KxFe2_ySe2, and the suppression of superconductivity by twin boundaries and Fe vacancies. Our findings not only provide fundamental information for understanding the mechanism of unconventional superconductivity, but also demonstrate a powerful way of engineering superconductors and raising the transition temperature.     

Thermal stability of Mg2Si epitaxial film formed on Si（111） substrate by solid phase reaction

A single crystalline Mg2 Si film was formed by solid phase reaction(SPR) of a Si(111) substrate with an Mg overlayer capped with an oxide layer(s),which was enhanced by post annealing from room temperature to 100 ℃in a molecular beam epitaxy(MBE) system.The thermal stability of the Mg2 Si film was then systematically investigated by post annealing in an oxygen-radical ambient at 300℃,450℃ and 650 ℃,respectively.The Mg2 Si film stayed stable until the annealing temperature reached 450 ℃ then it transformed into amorphous MgO x attributed to the decomposition of Mg2 Si and the oxidization of dissociated Mg.     

用卢瑟福背散射/沟道技术研究ZnO/Zn0.9 Mg0.1 O/ZnO异质结的弹性应变

利用卢瑟福背散射/沟道技术对射频等离子体辅助分子束外延法生长在蓝宝石衬底上的ZnO/Zn0.9Mg0.1O/ZnO异质结进行了组分分析,并得到了异质结弹性应变随深度的变化,应变由界面向表面逐渐释放,并由负变正,且在ZnO与Zn0.9Mg0.1O界面处轻微增大.负的应变是由于ZnO与衬底的晶格失配和热失配,而逐渐变为正值是Zn0.9Mg0.1O与ZnO的晶格常数差异及弹性应变的逐渐释放所致.     

界面超导新进展:外延于SrTiO_3衬底上的单层FeSe薄膜的超导转变温度超过40K

<正>界面超导概念的起源可追溯至50多年前物理学家对二维超导的研究。1968年,首次在实验上观测到界面增强超导现象,即当Al与Cu或者Sn混杂形成超晶格时,其超导转变温度提高接近1 K[1]。在1986年和2008年发现的铜基[2]和铁基[3]两大类高温超导体系都具有层状三明治结构,形成库珀对的载流子来源于氧化物电荷库层的掺杂。不仅铜基和铁基两大类高温超导体系,