中关村论坛 第477期
题目: 晶胞内约瑟夫森干涉:一种测量超导配对对称性的新方法
时间: 2026年11月04日 14:00
地点: 中国科学院物理研究所,M楼236会议室
报告人: 孙煜杰  副教授

报告人简介:
孙煜杰,南方科技大学物理系副教授。2010年获清华大学物理系博士学位,随后在美国布鲁克海文国家实验室从事博士后研究。2013至2021年任中国科学院物理研究所特聘研究员,2021年加入南方科技大学。主要研究高温超导薄膜、异质界面及拓扑量子材料,结合分子束外延、角分辨光电子能谱和极低温扫描隧道显微技术,研究量子材料的电子结构与超导机理。

报告摘要:
理解高温超导现象是凝聚态物理最核心的问题之一。配对对称性为辨别可能的配对机制提供了重要线索。但实验上要确定这种对称性,往往会面临不小的挑战。本报告将介绍一种新的相位敏感测量方法。我们利用超导针尖扫描隧道显微镜(Josephson Scanning Tunneling Microscope, JSTM),在单个晶胞内逐点测量约瑟夫森响应。当针尖从原子移向键中心时,不同路径对库珀对隧穿的贡献随之改变。若两条路径的隧穿振幅相等符号反号,它们便会相消,在实空间图样中留下干涉节点。通过识别这些节点与晶格对称性的关系,可以方便地判断超导配对的对称性。我们以SrTiO₃衬底上的单层FeSe为例展示这一方法。利用超导Nb针尖测得的约瑟夫森响应在最近邻Fe–Fe键中心最强,并沿Fe–Se镜面对称方向形成节点线。理论分析表明,对于具有B1g对称性的d波配对,当针尖位于镜面上时,由镜面反射关联的隧穿路径具有等大反号的配对振幅,因而相消。在所比较的候选配对态中,只有B1g态同时再现了键中心的极大值和镜面上的节点线。由此,即使费米面上的超导能隙处处打开,晶胞内的干涉图样仍能揭示配对的符号结构,为单层FeSe中的无节点d波配对提供相位敏感的实验证据。

邀请人:蒋坤(jiangkun@iphy.ac.cn)

联系人:郭尔佳(ejguo@iphy.ac.cn)