磁結構原子量級影像

自2006年日本東京大學細野秀雄教授首次發表鐵基超導體的信息以後,由於原有的超導理論解析不了有鐵磁原素存在,也能出現超導現象;世界出現研究鐵基超導機制的熱潮,德國 Max plank 研究所的研究人員利用自旋極化掃描隧道顯微鏡技術,能觀察到鐵-碲鐵基超導體處於超導態時磁結構的原子量級影象。為進一步探明超導機理提供有用的科學依據。

磁結構原子量級影像(Atomic scale imaging of magnetic structure)就是把材料的磁結構圖像放大到原子尺度顯示出來。

超導現象產生的機制是固體物理致今尚未清楚的問題之一;原有解析含銅高溫超導的BCS超導理論認為,產生超導的必要條件是材料中的電子必須配對,稱為庫珀對;認為超導電性和鐵磁性可能無法共存。

但2006年 日本東京大學細野秀雄教授的團隊發表第一個以鐵為主體的超導體化合物LaFeOP後,使原有的超導理論不能解析;此後

,研究鐵基超導在世界範圍內形成熱潮,原因在於對它的研究,能有助於了解高溫超導的機制。

Max Plank 的研究者現用自旋極化掃描隧道顯微鏡,可觀察到材料中磁結構的個別原子磁矩的取向,這不是新方法,只是一直沒人知道,它是否能用來研究鐵-碲這樣相互作用很強的系統而已。經過稍為改進後,用這種方法已觀察到鐵-碲以鐵為基超導體的超導和原子量級的磁結構,對以鐵為基超導機制的了解提供了有用的依據。

參考文獻:

Mostafa Enayat, et al., "Real_space imaging of atomic-scale magnetic structure of Fe1+yTe" 2014, Science: DOL:10:1126/science.1251682

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