在人工拓扑超导体磁通涡旋中寻找Majorana零能模

寻找具有拓扑序的新物质态是目前一个非常活跃和令人激动的研究领域.与拓扑绝缘体类似,在超导体中也存在着拓扑非平庸的超导态,它与传统的超导体在拓扑性上是不等价的,这种具有非平庸拓扑序的超导体被称为拓扑超导体.拓扑超导体在体内具有非零的超导能隙,而在表面有无能隙的表面态.理论预言在拓扑超导体中能够实现具有非Abelian统计特性的Majorana费米子. Majorana费米子可以用来构建拓扑量子比特,在拓扑量子计算方面有重大的科研和应用前景.拓扑绝缘体的出现催生出了许多人工拓扑超导体材料.本专题将主要介绍在拓扑绝缘体/超导体异质结中探测Majorana费米子的一系列实验工作.通过对拓扑超导体的研究,人们对超导电性有了全新的认识,有可能找到实现Majorana费米子新奇量子物理性质的方法.     

中国的表面物理

以中国科学院表面物理国家重点实验室为主线,回顾了表面物理在中国的发展历程,致敬为中国表面物理做出贡献的老一辈科学家.通过回顾历史可以看出,中国表面物理蓬勃发展,不仅做出了很多国际先进水平的工作,也培养了大批青年人才,他们已经成为国际凝聚态物理研究的重要力量.     

氧和一氧化碳在有序合金表面Pd{001}c(2×2)-Mn上的共吸附:生成二氧化碳的微观机制

用高分辨率电子能量损失谱研究了O_2和CO在有序合金表面Pd{θ01}c(2×2)-Ma上的共吸附.室温下,当CO的暴露量为1.0L(朗缪尔Langmuir)时,能量损失谱中位于253mcV的峰是由吸附于第一层中Pd原子顶位的CO的C—O伸缩振动引起的.继续暴露θ.1L的O_1之后,上述253meV峰的强度大大减弱.低温140K时,O_2和CO在Pd{001}C(2×2)-Mn上共吸附后测得的能量损失谱中出现了一个损失能量为285meV的新峰.在相同的CO的暴露量下,该峰的强度随预吸附的氧量的增加而增加. 关键词：     

Bi- and Au-Induced Reconstructions on GaAs（001）-2 × 4 Surface

Submonolayer Bi and Au adsorptions on the GaAs（001）-2× 4 surface are investigated by scanning tunnelling microscopy, low energy electron diffraction and first-principles calculations. The 1 ×4 and 3 × 4 reconstructed surface induced by Bi and Au, respectively, are revealed and their structural models are proposed based on experiments and first-principles calculations. Moreover, the validity of the recently proposed generalized electron counting （GEC） model [Phys. Rev. Lett. 97 （2006） 126103] is examined in detail by using the two surfaces. The GEC model perfectly explains the structural features, such Bi-1 × 4 surface and the 3x arrangement of four-atom Au as the characteristic short double-line structure in the clusters.     

金属薄膜表面化学反应活性中的量子尺寸效应

本文首先简要介绍了金属薄膜的量子尺寸效应及其对表面化学性质的影响,然后对Pb/si体系量子尺寸效应的近期研究进行了综述,最后详细介绍了量子效应对表面化学反应活性的影响.扫描隧道显微镜观察表明:在Pb(111)单晶薄膜表面卜的分子吸附和氧化反应随着薄膜厚度一个原子层一个原子层变化时会出现振荡现象.通过研究薄膜中量子阱态的形成、费米能级处电子态密度的变化与薄膜的表面反应活性之间的关系,我们从实验上直接定量地证明了最子尺寸效应对表面反应活性的调控作用.     

Influence of Oxygen Vacancy on Transport Property in Perovskite Oxide Heterostructures

Effect of oxygen vacancy on transport property of perovskite microstructures is studied theoretically. Compared with calculated and measured I-V curves, it is revealed that electron conduction plays an important role in the oxygen nonstoichiometry perovskite heterostructures even with hole-doped or un-doped material due to the oxygen vacancies. In addition, a detailed understanding of the influence of oxygen vacancy concentration and temperature on the conduction characteristics of oxide heterojunction with both forward and reverse biases is obtained by calculation.     

表面吸附K原子的多层FeSe/SrTiO3(001)薄膜的抗磁响应的原位测量

SrTiO₃（001）单晶表面上生长的单层FeSe薄膜显示出了超乎寻常的高温超导电性,其超导增强机制的一个重要因素是电子由衬底转移到了单层FeSe薄膜当中.基于此认识,研究者们在吸附了钾（K）原子的多层FeSe薄膜表面上观察到了类似超导能隙的隧穿能谱和光电子能谱.但这种自上而下的电子掺入方式在多层FeSe薄膜表面上可能引起的高温超导电性,还缺乏零电阻或迈斯纳效应等物性测量实验的直接证实.本研究利用自行研制的一台特殊的多功能扫描隧道显微镜,在生长于SrTiO₃（001）衬底上的多层FeSe薄膜表面上,不但观察到了超导能隙随K吸附量的变化,而且利用原位双线圈互感测量技术,成功地的观察到了该薄膜的抗磁响应,并由此确定了该薄膜样品呈现迈斯纳效应的超导转变温度为23.9 K.其穿透深度随温度的变化呈二次幂指数关系,表明该体系的超导序参量很可能具有S^±配对对称性.     

局域功函数图像及其在Cu(111)-Au/Pd表面的应用

用扫描隧道显微镜（STM）对Cu(111)-Au和Cu(111)-Pd表面的局域功函数进行了研究.通过 测量隧道电流对针尖样品间距的响应，得到了与STM形貌图一一对应的表面局域功函数图像. 实验发现，Au/Pd覆盖层和Cu衬底间的功函数有明显的不同.Pd薄膜的功函数甚至超过了其体 本征值，且功函数在台阶处变小.用偶极子的形成解释了台阶处功函数的降低.这一工作表明 ，用测量局域功函数的方法容易区分表面上不同的元素，并具有纳米尺度的空间分辨率. 关键词： 扫描隧道显微镜 局域功函数 台阶     

Atomic-Scale Study of Ge-Induced Incommensurate Phases on Si（111）

Two Ge-induced incommensurate phases, γ and β, on Si（111） are observed and studied by {／it in situ} scanning tunneling microscopy. The γ phase consists of aligned triangular domains whose stacking sequence is faulted with respect to the Si（111）-1×1 surface. The β phase consists of two kinds of triangular domains whose stacking sequences are faulted and unfaulted with respect to the Si（111）-1×1 surface, respectively. In the β phase, two types of domain walls, zigzag＇＇ and face-to-face＇＇, form to release the strain. The triangular domains all exhibit a quasi-1×1 hexagonal close-packed structure. By studying the structural evolution from magic clusters to incommensurate structures, the structure models for γ and β phases are proposed.     

Si(111)-(7×7)衬底上合成有序的IV族金属铅团簇阵列

文章作者在Si(111)(7×7)衬底上合成出位于同一主族的Pb的全同纳米团簇有序阵列.有趣的是,当衬底温度相对于最佳的生长温度范围发生微小的偏离时,Pb纳米团簇很容易转变为其他结构的团簇.结合实验结果和第一性原理总能量计算,文章作者揭示了几种Pb团簇的原子结构.这些结构都是以表面Pb和Si原子互换导致的混合模型为中心的衍生结构.Pb/Si(111)体系的这种边缘性质为研究表面幻数团簇的合成、分解等动力学过程提供了重要信息.