北大/物理所最新Nature子刊：原子尺度观测FeSe/SrTiO3！

第一作者：Ruochen Shi、Qize Li、Xiaofeng Xu

通讯作者：高鹏教授、郭建东研究员、朱学涛研究员

通讯单位：北京大学、中国科学院物理研究所

论文速览

在生长在SrTiO₃上的单晶胞FeSe中，超导转变温度显著提高，与电子-声子耦合相关的界面局域声子模式可能在界面诱导增强中起重要作用。然而，这种声子模式一直没有被实验直接观测到，同时复杂的界面原子结构为获得精确的结构-声子关系带来了挑战。

在本文中，作者通过原子级分辨的扫描透射电子显微镜结合电子能量损失谱（STEM-EELS）技术，对FeSe/SrTiO₃界面的原子结构和声子模式进行了直接表征。

研究发现，在FeSe/SrTiO₃界面处存在几个高度局域化（~1.3 nm）的声子模式，其中一个声子模式（~83 meV）与FeSe中的电子存在强烈的相互作用。该发现为理解FeSe/SrTiO₃界面超导性增强的起源提供了新见解。

图文导读

图1：展示了FeSe/SrTiO₃界面的原子结构。通过高角环形暗场（HAADF）图像和Fe^–L_2,3边和Ti^–L_2,3边的核心损失电子能量损失谱（EELS）

图2：通过原子级分辨的STEM-EELS测量了FeSe/SrTiO₃界面的声子谱

图3：FeSe/SrTiO₃界面的计算声子态密度（PDOS）、色散和电子-声子耦合。强耦合界面（SCI）声子模式（约83 meV），它在Γ点与FeSe电子具有最强的耦合强度

总结展望

本研究通过实验和理论计算相结合的方法，揭示了FeSe/SrTiO₃界面处高度局域化的声子模式和电子-声子耦合特性。这些发现对于理解界面诱导的超导性增强机制具有重要意义，并可能激发未来在理论和实验方面的进一步研究。

文献信息

标题：Atomic-scale observation of localized phonons at FeSe/SrTiO3 interface

期刊：Nature Communications

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