bi是什么取向(bgblglgb分别是什么意思)

上海交通大学物理与天文学院郑浩、贾金峰领导的研究团队利用低温强磁场的扫描隧道显微镜，成功生成并探测到Bi2Te3/NbSe2体系中由Cooper动量引起的分段费米面。这篇论文被《科学》杂志接受，并被选为北京时间2021年10月29日凌晨在线发表的第一篇新闻稿。(链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf1077)

固体物理的基础知识告诉我们，材料费米表面附近的态密度决定了它们是否导电、透光等物理性质。传统的态控制是控制费米表面附近的态密度。如果能够实现对费米表面的人工控制，将会给材料性质的控制带来革命性的变化。

超导体具有零电阻导电性、完全抗磁性等独特性质，是物理学中一个经久不衰的研究课题。由于费米能级超导能隙的存在，所有超导体都没有费米面。早在1965年，富尔德就从理论上预言，如果超导体中库珀对的动量足够大，就可以在超导能隙中产生准粒子，从而产生特殊的“分段费米面”[Phys. Rev. 137，A783-A787 (1965)]。但是，观测这种“分段费米面”实验是非常困难的，因为普通超导体库珀对的动量大到足以产生准粒子，同时库珀对会断裂，失去超导性。虽然这个预言已经过去了50多年，但是并没有得到实验的证实。

研究团队利用分子束外延(MBE)技术，在超导体NbSe2表面精确生长了四层拓扑绝缘体Bi2Te3薄膜。在这个系统中，由于Bi2Te3表面态的费米速度很高，当NbSe2超导体中库珀对的动量还很小时，Bi2Te3表面态中库珀对的动量已经很大了(见图1A)。这样就可以在水平磁场很小的NbSe2表面产生很小的超导电流，但此时Bi2Te3表面态的Cooper对的动量足以产生准粒子，从而导致分段费米面的出现，巧妙地解决了实验难点。他们使用配备稀释冰箱和三维矢量强磁场的扫描隧道显微镜进行研究。如图1所示，随着磁场的增加，库珀对的动量也增加，超导能隙中的准粒子越来越多(能隙底部越来越少零探测，见图1D和1E)，这表明超导体中的分段费米面逐渐产生。

图一。bi2te3/nbse2超导异质结示意图。b .在NbSe2衬底上生长的高质量Bi2Te3薄膜的形貌。C. Bi2Te3薄膜的原子分辨率图。d、e .在不同大小和方向的面内磁场作用下，隧道谱中来自准粒子的信号逐渐增强。

而且，团队成员利用准粒子干涉(QPI)技术探测到了实数空(见图2A-C，G-I)之间的驻波，通过傅里叶变换确认了零能量下的费米表面值得注意的是，费米面由非超导Bi2Te3费米面的一部分组成，其形状和取向可以由外加磁场的强度和方向决定(见图2D-F，J-L)，完全符合理论预言的超导体分段费米面的特征。

图2，A到C和G到I，分别在γ-K和γ-M方向施加40mT磁场后，实数空之间产生的驻波图样。d到F和J到L，并对A到C和G到I执行相应的傅立叶变换，以产生取决于磁场方向的准粒子干涉信号。

本工作创新性地利用拓扑绝缘体/超导体异质结的特殊性解决了实验中的难点。首次在实验中观测到了50多年前理论预言的分段费米面，发现费米面的形状和大小可以通过磁场的方向和大小进行调节，拓扑也可以进行调控，构建新的拓扑超导。这项工作开辟了调节物质状态的新方法。

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上海交通大学是本文的第一单位。上海交通大学的朱桢博士和麻省理工学院的帕帕杰博士是本文的合著者，麻省理工学院的郑浩教授、贾金峰教授和付亮教授是本文的合著者。这项工作得到了科技部、基金委、中科院试点、上海市科委和博士后项目的支持。

来源:上海交通大学