“鐵硒基超導(dǎo)薄膜的研究”項(xiàng)目入選2011年度“中國(guó)高校十大科技進(jìn)展”

2011年12月12日，由教育部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)組織評(píng)選的2011年度“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”在京揭曉，清華大學(xué)共有3個(gè)項(xiàng)目入選。繼去年的“拓?fù)淞孔討B(tài)的研究”后，物理系薛其坤院士和陳曦教授研究團(tuán)隊(duì)的“鐵硒基超導(dǎo)薄膜的研究”再次入選了“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”。

“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”的評(píng)選自1998年開(kāi)展以來(lái)，至今已14屆。這項(xiàng)評(píng)選活動(dòng)對(duì)提升高等學(xué)校科技的整體水平、增強(qiáng)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(huì)影響，贏得了較高的聲譽(yù)。

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(kāi)辟了一個(gè)全新的研究方向，是目前物理學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。清華大學(xué)物理系薛其坤院士和陳曦教授的研究團(tuán)隊(duì)，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(jìn)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(shí)現(xiàn)了對(duì)超導(dǎo)薄膜生長(zhǎng)過(guò)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(yán)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(shí)具有空間原子分辨和高能量分辨本領(lǐng)的強(qiáng)磁場(chǎng)掃描隧道顯微技術(shù)研究了FeSe超導(dǎo)體中的電子配對(duì)機(jī)制。之后，該研究團(tuán)隊(duì)又解決了由三個(gè)不同族元素組成的化合物的分子束外延生長(zhǎng)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(gè)重要突破。他們進(jìn)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(cè)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(zhǎng)程反鐵磁序。這些工作為非常規(guī)超導(dǎo)體的研究帶來(lái)了新的方法和思路，對(duì)理解鐵基高溫超導(dǎo)機(jī)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(xiàng)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(guó)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。