中科院鈦酸鋰超導體紅外反射光譜特性研究獲進展

　　【儀表網 儀表研發】近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所徐文課題組與山東大學、中科院物理研究所合作，在鈦酸鋰超導體紅外反射光譜特性研究方面取得新進展。
 

 

不同溫度下鈦酸鋰超導薄膜的近紅外反射光譜
 

　　通過研究不同晶格取向鈦酸鋰超導體紅外反射光譜特性，觀察到光探測金屬-超導轉變以及電子局域化效應，相關結果發表在《光學快報》(Optics Letters, 42(8), 1552-1555 (2017))雜志上。
 

　　鈦酸鋰超導體是1973年發現的超導轉變溫度在10K左右的一類傳統超導材料。鈦酸鋰超導體作為超導薄膜材料，在電力能源、超導磁體、通信和微電子等領域具有廣泛的應用前景，其物理性質比如熱、電、磁輸運、掃描隧道譜等已被廣泛研究，其中電輸運測量已經表明鈦酸鋰超導薄膜材料金屬-超導轉變溫度在10-12K之間，并且[001]和[111]晶向的超導薄膜具有各向異性。但至今為止沒有對此超導體進行過仔細的光學特性研究。
 

　　基于此，徐文課題組科研人員與其他單位合作，采用脈沖激光沉積方法在鎂鋁氧襯底上制備了鈦酸鋰超導薄膜([001]和[111]晶向)，在近紅外波段(1-2μm)，對于鈦酸鋰超導薄膜，條件ωτ~1得到滿足(這里ω是紅外光頻率，τ是樣品中電子的弛豫時間)，因此近紅外反射光譜作為一種無接觸光學測量手段，可以直接應用于測量鈦酸鋰超導薄膜的紅外光學特性。研究結果表明：光探測鈦酸鋰超導薄膜的金屬-超導轉變溫度與電輸運測量結果一致；不同晶格取向([001]和[111]晶向)的鈦酸鋰超導轉變溫度分別為9K和11K，光測量和電輸運測量的金屬態電阻隨溫度變化趨勢一致；在金屬態的鈦酸鋰超導薄膜中觀察到電子局域化效應，這個結果是常規電、磁輸運測量無法直接觀察到的。
 

　　該工作利用簡單光學測量，無需在樣品上制備歐姆接觸電極，并觀察到與電輸運測量一致的結果以及常規電輸運測量所不能測量到的電阻局域化效果，為研究超導材料提供了簡單測量方法，為了解超導機理提供了光學研究實驗數據。該文章的評審專家之一對論文的審稿意見只有一句話：The paper is very good。
 

　　以上研究得到了國家自然科學基金和基金委科學技術部的資助。
 

　　(原文標題：鈦酸鋰超導體紅外反射光譜特性研究獲進展)