王宗 侯興元 潘伯津 谷亞東 張孟迪 張凡陳根富3) 任治安3) 單磊3)4)

1)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所,北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心,北京 100190)

2)(中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

3)(量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心,北京 100190)

4)(安徽大學(xué),物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院,合肥 230601)

(2018年11月9日收到;2018年11月22日收到修改稿)

本文通過對(duì)不同晶體結(jié)構(gòu)Re3W樣品的點(diǎn)接觸測(cè)量和對(duì)比研究,證實(shí)具有中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)和非中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)的Re3W都是弱耦合Bardeen-Cooper-Schrieffer超導(dǎo)體,同時(shí)發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)相表面都可以形成很理想的點(diǎn)接觸結(jié),即電子通過界面時(shí)受到的非彈性散射很弱.將Re3W樣品置于大氣環(huán)境近六個(gè)月后重新進(jìn)行測(cè)量,仍然能夠得到類似的結(jié)果,表明Re3W具有很好的穩(wěn)定性.Re3W的這種優(yōu)良特性,不僅可通過點(diǎn)接觸實(shí)驗(yàn)得到的參數(shù)推算出Re3W兩個(gè)相的費(fèi)米速度,而且提供了一種簡(jiǎn)單的方法,可以在點(diǎn)接觸實(shí)驗(yàn)中利用Re3W來印證針尖材料的費(fèi)米速度和測(cè)量其自旋極化率等.作為嘗試,本文用Re3W/Ni點(diǎn)接觸結(jié)測(cè)量了鐵磁性金屬Ni的自旋極化率,得到了與前人報(bào)道一致的結(jié)果.

1 引 言

自從第一個(gè)非中心對(duì)稱的重費(fèi)米子超導(dǎo)體CePt3Si被發(fā)現(xiàn)以來[1],非中心對(duì)稱超導(dǎo)體作為新型的超導(dǎo)材料越來越受到人們的關(guān)注,因其可能是具有p波對(duì)稱性序參量的非常規(guī)超導(dǎo)體.在這些材料中,由于空間反演對(duì)稱性的破缺以及強(qiáng)自旋軌道耦合效應(yīng)的存在將導(dǎo)致庫(kù)珀對(duì)具有自旋三重態(tài)分量[2-4].在某些非中心對(duì)稱的超導(dǎo)體中大家確實(shí)觀測(cè)到了一些新奇的物理現(xiàn)象,比如能隙存在線性節(jié)點(diǎn)、Rashba自旋軌道耦合效應(yīng)甚至一些拓?fù)湫再|(zhì)[4-9]等.

Re3W作為一種合金超導(dǎo)體,其超導(dǎo)電性早已被人們發(fā)現(xiàn),但那時(shí)人們并沒有關(guān)注Re3W的非中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)[10,11].后來的研究表明α-Mn結(jié)構(gòu)的Re3W屬于非中心對(duì)稱超導(dǎo)體的一員,因此引起了大家廣泛的研究興趣[12,13].然而,磁場(chǎng)穿透深度實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的輸運(yùn)測(cè)量結(jié)果支持該材料是一種弱耦合s波超導(dǎo)體.我們研究組曾經(jīng)構(gòu)造了Re3W與正常金屬針尖之間的點(diǎn)接觸[13],進(jìn)行了點(diǎn)接觸安德烈夫反射(Andreev re flection)譜的測(cè)量,并利用Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)模型[14]對(duì)譜線進(jìn)行了擬合,沒有發(fā)現(xiàn)明顯的p波分量,更像是一個(gè)單帶的常規(guī)超導(dǎo)體.但是,后來的研究表明Re3W合金具有兩個(gè)超導(dǎo)相,除了非中心對(duì)稱的α-Mn結(jié)構(gòu)相,還有中心對(duì)稱的六方結(jié)構(gòu)相,后者的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度(Tc)約為9.4 K,高于前者的7.8 K[15].而且,化學(xué)配比的微小變化可能會(huì)引起兩相Tc的些許浮動(dòng)[16].因此,一方面要重新審視之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu),同時(shí)也提供了一個(gè)很好的機(jī)會(huì),通過對(duì)同樣化學(xué)配比的兩個(gè)超導(dǎo)相進(jìn)行點(diǎn)接觸的對(duì)比研究,切實(shí)排查非中心對(duì)稱對(duì)超導(dǎo)序參量的影響.

另一方面,在利用BTK理論擬合安德烈夫反射譜時(shí),需要引入展寬因子Γ來描述非彈性散射的強(qiáng)弱[17-19].Γ的大小很大程度上依賴于樣品的表面退化情況,當(dāng)Γ較大時(shí)微分電導(dǎo)譜上的特征會(huì)被弱化,嚴(yán)重時(shí)甚至不能得到超導(dǎo)序參量的準(zhǔn)確信息.因此,表面穩(wěn)定的超導(dǎo)材料更容易實(shí)現(xiàn)理想的點(diǎn)接觸結(jié),不僅有助于確認(rèn)超導(dǎo)樣品本身的特性,而且可以反過來利用已知的超導(dǎo)特性來研究一些特殊針尖材料的物性.而Re3W是非常穩(wěn)定的合金,因此有可能是制備理想點(diǎn)接觸結(jié)的候選.

在本文的工作中,我們使用普通金屬針尖與Re3W樣品形成了穩(wěn)定的點(diǎn)接觸結(jié),測(cè)量到具有安德烈夫反射特征的微分電導(dǎo)譜,并用BTK理論進(jìn)行擬合分析得到了超導(dǎo)序參量的相關(guān)信息.直接從超導(dǎo)能隙的大小和溫度依賴關(guān)系證明Re3W的兩個(gè)超導(dǎo)相均符合傳統(tǒng)電聲子耦合配對(duì)機(jī)制,而且屬于弱耦合Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)超導(dǎo)體.同時(shí)我們注意到,在對(duì)Re3W體系的安德烈夫反射譜進(jìn)行擬合時(shí)展寬因子Γ非常小,幾乎可以忽略.即使將樣品在空氣中暴露放置近六個(gè)月之后再次進(jìn)行測(cè)量,其物理性質(zhì)基本不變.這意味著樣品比較穩(wěn)定,同時(shí)電子在界面處的非彈性散射非常微弱,使得Re3W有希望用于其他類型界面輸運(yùn)的研究,比如可以與自旋極化材料形成點(diǎn)接觸結(jié)來測(cè)定該材料的自旋極化率[20-24]等.

2 樣品制備與實(shí)驗(yàn)

本文實(shí)驗(yàn)中所用的Re3W樣品是采用高溫熔融法制備而成.將純度達(dá)99.9%的錸粉和鎢粉按3:1的比例混合壓片后在電弧爐中進(jìn)行高溫熔煉,熔煉之前需要預(yù)先熔煉小塊金屬鈦將氬氣氛環(huán)境中殘留的氧去除.此方法簡(jiǎn)便快捷,容易得到以六方相(中心對(duì)稱)為主相的樣品,其表面光亮且硬度很高.相關(guān)的點(diǎn)接觸測(cè)量在我們自制的點(diǎn)接觸測(cè)量桿上完成,實(shí)驗(yàn)時(shí)將點(diǎn)接觸測(cè)量桿置入美國(guó)Quantum Design公司生產(chǎn)的綜合物性測(cè)量系統(tǒng)(Physical Property Measurement System,PPMS)的低溫杜瓦中獲得低溫以及所需要的磁場(chǎng)環(huán)境,使用精密差分螺旋裝置驅(qū)動(dòng)金屬針尖向樣品逼近直至形成合適的接觸電阻,同時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)的鎖相放大技術(shù)來過濾噪聲即可得到結(jié)兩端的微分電導(dǎo)譜dI/dV～V.

3 結(jié)果與討論

圖1(a)是使用金針尖在Re3W樣品上得到的零場(chǎng)下歸一化的變溫安德烈夫反射譜.低溫下譜線呈現(xiàn)出兩個(gè)對(duì)稱的尖峰,尖峰以內(nèi)有譜權(quán)損失,形成一個(gè)低谷,但是電導(dǎo)值遠(yuǎn)高于零,說明針尖與樣品之間具有一個(gè)比較小的界面勢(shì)壘,譜線的主要特征是由超導(dǎo)電子對(duì)貢獻(xiàn).安德烈夫反射峰的位置與超導(dǎo)能隙緊密相關(guān),可以從峰位估算出超導(dǎo)能隙?≈1.32 meV.在能隙之外,譜線逐漸趨于平坦,沒有其他特征,說明測(cè)量結(jié)果比較本征,沒有熱效應(yīng)的影響,因而可以用高偏壓處的電導(dǎo)值對(duì)譜線進(jìn)行歸一化,易于進(jìn)行理論擬合.類比于本研究組之前在非中心對(duì)稱相的Re3W樣品上的點(diǎn)接觸研究結(jié)果[13],本文同樣嘗試使用擴(kuò)展的s波BTK模型對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的安德烈夫反射譜進(jìn)行理論擬合,用到的擬合參數(shù)分別為表征有效勢(shì)壘高度的Z、超導(dǎo)能隙?以及展寬因子Γ.T=2 K時(shí),擬合得到超導(dǎo)能隙為1.31 meV,這與比熱測(cè)量得到的高溫相能隙1.4 meV基本一致[25].得到的展寬因子Γ約為0.021,對(duì)應(yīng)一個(gè)極小的Γ/?值(Γ/?≈0.016),說明結(jié)的質(zhì)量很高,界面處以及超導(dǎo)樣品內(nèi)部的非彈性散射都很弱.

圖1 Re3W中心對(duì)稱相的點(diǎn)接觸測(cè)量 (a)不同溫度下的安德烈夫反射譜(黑色數(shù)據(jù)點(diǎn))和擬合曲線(紅色實(shí)線),為方便觀察,除了最底部的譜線外,其他的譜線均做了平移,從下到上對(duì)應(yīng)的溫度區(qū)間為2 K到10 K,其中2 K到6 K之間間隔0.5 K,6.4 K到9 K之間間隔0.2 K,最上面是10 K;(b)—(d)分別是擬合得到的超導(dǎo)能隙?、展寬因子Γ和有效勢(shì)壘Z對(duì)溫度的依賴關(guān)系Fig.1.Point-contact measurements for centrosymmetric phase of Re3W:(a)Andreev spectra(black dots)taken at various temperatures and fitting curves(red lines),and the curves have been shifted upwards for clarity except the bottom curve,the corresponding temperatures from bottom to top are 2 K to 10 K,the step between 2 K and 6 K is 0.5 K,and the step between 6.4 K and 9 K is 0.2 K;(b)–(d)temperature dependencies of superconducting gap?,broadening factor Γ,and effective barrier height Z.

隨著溫度升高,超導(dǎo)信號(hào)逐漸減弱,并最終完全消失.用s波BTK模型對(duì)所有曲線進(jìn)行擬合,最終得到各個(gè)擬合參數(shù)的溫度依賴關(guān)系,如圖1(b)—(d)所示.在圖1(b)中,紅色實(shí)線代表BCS預(yù)期的能隙對(duì)溫度的依賴關(guān)系,與擬合得到的結(jié)果非常符合,并給出了約9 K的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度.考慮到之前提到的化學(xué)配比的微小變化可能引起Tc的微小浮動(dòng),本文結(jié)果表明測(cè)量到的確實(shí)是較高Tc的中心對(duì)稱相,而且說明高溫超導(dǎo)相也屬于常規(guī)配對(duì)機(jī)制.通過BCS關(guān)系外推得到樣品的局域零溫能隙為?(0)=1.32 meV,超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為9.1 K,因此可以計(jì)算出高溫相的電聲子耦合強(qiáng)度比例系數(shù)?(0)/kBTc≈1.68,該值跟我們之前在非中心對(duì)稱相上得到的結(jié)果(即?(0)/kBTc≈1.65,其中?(0)=1.05 meV,Tc=7.4 K)[13]非常接近,說明非中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)確實(shí)沒有帶來奇異性,進(jìn)一步證明兩種結(jié)構(gòu)的Re3W都屬于弱耦合的BCS超導(dǎo)體.另外,我們發(fā)現(xiàn)擬合用到的展寬因子Γ在整個(gè)溫度區(qū)間保持了接近于0的數(shù)值(Γ/?<0.02),而且有效勢(shì)壘高度Z也基本保持不變,這種情況與之前非中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)的樣品是類似的[13],說明在兩種結(jié)構(gòu)的Re3W上都易于得到穩(wěn)定而且干凈的高質(zhì)量點(diǎn)接觸結(jié).而且,如圖2所示,即使在樣品中兩相共存的區(qū)域,仍然可以得到質(zhì)量很高的點(diǎn)接觸結(jié).圖2(a)顯示的是一組變溫的譜線以及相應(yīng)的BTK擬合曲線,對(duì)應(yīng)的擬合參數(shù)展示在圖2(b)—(d)中.可以看到,在6 K以下的低溫段,超導(dǎo)能隙同樣遵循BCS關(guān)系曲線,外延對(duì)應(yīng)的零溫能隙為?(0)=1.05 meV,超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為Tc=7.6 K,這與我們之前測(cè)量的非中心對(duì)稱相的結(jié)果是一致的[13].但是在6 K以上,能隙隨溫度的變化偏離了BCS曲線,超導(dǎo)信號(hào)持續(xù)到高于8 K的溫度.這是由于點(diǎn)接觸測(cè)量得到的是針尖與樣品接觸區(qū)域附近很小范圍的樣品信息,而由熔融法制備而成的Re3W雖然主相是中心對(duì)稱相,但仍然能測(cè)到Tc較低的非中心對(duì)稱相,不過通常會(huì)受到附近較高Tc的主相的影響,使得信號(hào)可以維持到較高的溫度(如圖2所示的情況).值得關(guān)注的是,即使是在這種兩相混合的情況下,點(diǎn)接觸譜同樣具有幾乎為0的展寬因子(Γ/?<0.04),說明在Re3W系列樣品上確實(shí)很容易實(shí)現(xiàn)比較理想的點(diǎn)接觸結(jié).這就為比較準(zhǔn)確地得到Re3W樣品的物理參數(shù)(比如超導(dǎo)能隙和費(fèi)米速度),并在此基礎(chǔ)上利用Re3W去研究特殊的針尖材料提供了機(jī)會(huì).

預(yù)算控制是醫(yī)院內(nèi)部控制的重要手段，全面預(yù)算管理要求醫(yī)院所有收入支出都必須納入預(yù)算管理，從預(yù)算的編制、審批、執(zhí)行、調(diào)整和評(píng)價(jià)進(jìn)行全過程的控制。預(yù)算業(yè)務(wù)最主要的風(fēng)險(xiǎn)在于預(yù)算編制和執(zhí)行的控制不力。

如上所述,Re3W體系中極小的Γ值說明我們得到的點(diǎn)接觸結(jié)潔凈程度非常好,同時(shí)樣品表面基本沒有退化,所以可以近似認(rèn)為界面處的勢(shì)壘高度來自于兩種材料中費(fèi)米速度的失配[14].利用點(diǎn)接觸有效勢(shì)壘的表達(dá)式Z2≈(1-r)2/4r[26],其中r是兩種材料的費(fèi)米速度的比值,可以根據(jù)其中一種材料的費(fèi)米速度來估算另一材料的費(fèi)米速度.已知Au的費(fèi)米速度是1.38×106m/s[27],根據(jù)Re3W樣品的點(diǎn)接觸譜擬合得到的有效勢(shì)壘高度Z,大致估算出兩個(gè)結(jié)構(gòu)相的費(fèi)米速度分別為0.37×106m/s(中心對(duì)稱相)和0.44×106m/s(非中心對(duì)稱相),目前尚沒有實(shí)驗(yàn)和理論文章明確給出Re3W的費(fèi)米速度.

圖2 Re3W非中心對(duì)稱相的點(diǎn)接觸測(cè)量 (a)變溫測(cè)量時(shí)的安德烈夫反射譜(綠色數(shù)據(jù)點(diǎn))和擬合曲線(紅色實(shí)線),從下到上對(duì)應(yīng)的溫度區(qū)間從2 K到8 K,間隔1 K;(b)—(d)分別是擬合得到的超導(dǎo)能隙?、展寬因子Γ和有效勢(shì)壘Z對(duì)溫度的依賴關(guān)系Fig.2.Point-contact measurements for non-centrosymmetric phase of Re3W:(a)Andreev spectra(green diamonds)taken at various temperatures and fitting curves(red lines),the corresponding temperature from bottom to top is 2 K to 8 K in step of 1 K;(b)–(d)temperature dependencies of superconducting gap ?,broadening factor Γ,and effective barrier height Z.

Re3W樣品上的點(diǎn)接觸結(jié)具有很弱的非彈性散射效應(yīng)不是偶然的,圖3(a)—(c)展示了在樣品的光亮表面不同位置測(cè)量得到的部分點(diǎn)接觸譜以及相應(yīng)的BTK擬合曲線.盡管結(jié)電阻有差異,但是展寬因子Γ均滿足Γ/?<0.05,同時(shí)能隙浮動(dòng)范圍很小,有效勢(shì)壘高度的差別也很小,再次表明在這些點(diǎn)接觸結(jié)中,幾乎不存在由于針尖或樣品表面污染帶來的非彈性散射和勢(shì)壘效應(yīng),即我們前面假設(shè)界面處的有效勢(shì)壘高度主要由針尖和樣品的費(fèi)米速度失配所引起是合理的.為了進(jìn)一步考察Re3W表面的穩(wěn)定性,我們將熔融法制備的Re3W樣品在室溫大氣環(huán)境下存放近六個(gè)月后,再次進(jìn)行了測(cè)量,在樣品表面不同位置處得到的部分點(diǎn)接觸譜和擬合曲線展示在圖3(d)—(f)中.可以看到,與圖3(a)—(c)中剛制備的樣品相比,在空氣中的長(zhǎng)時(shí)間暴露并沒有明顯改變點(diǎn)接觸結(jié)的有效勢(shì)壘以及展寬因子,說明樣品表面確實(shí)非常穩(wěn)定.

基于Re3W合金樣品形成的點(diǎn)接觸結(jié)容易實(shí)現(xiàn)極小的Γ值,這一特性可以嘗試用于其他材料的物性研究.例如將Re3W與被測(cè)材料形成良好的點(diǎn)接觸結(jié)來測(cè)量金屬材料的費(fèi)米速度或者自旋極化材料的自旋極化率等.我們用圖4來說明極小的Γ值對(duì)數(shù)據(jù)分析的重要性.圖4(a)中是s波BTK模型生成的系列安德烈夫反射譜線,這些譜線使用了相同的能隙參數(shù)?、有效勢(shì)壘高度Z和溫度T,但Γ的取值是從小到大連續(xù)變化的.從圖中可以清楚地看到,隨著Γ的增大,安德烈夫反射峰的強(qiáng)度越來越弱,譜線特征逐漸變得難以識(shí)別.當(dāng)考慮到材料中可能存在復(fù)雜的配對(duì)對(duì)稱性或者各向異性的能隙函數(shù)時(shí),較強(qiáng)的非彈性散射(較大的Γ值)將導(dǎo)致我們無法從譜線上識(shí)別配對(duì)對(duì)稱性或者能隙的各向異性.在圖4(b)和圖4(c)中以s波配對(duì)和d波配對(duì)的情形為例加以說明.圖4(b)中,Γ幾乎為0,可以從譜線特征上很容易地區(qū)分不同的配對(duì)對(duì)稱性:s波配對(duì)的譜線在零能附近呈U形,而d波配對(duì)的譜線在零能附近則呈V形.在圖4(c)中,當(dāng)界面處存在很強(qiáng)的非彈性散射時(shí)(Γ值很大),不同配對(duì)對(duì)稱性的譜線很相似,幾乎難以分辨.因此,只有在Γ值很小(非彈性散射很弱)時(shí)才更有利于使用點(diǎn)接觸實(shí)驗(yàn)手段對(duì)未知材料的物性進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè).

圖3 T=1.8 K時(shí)不同測(cè)量位置的安德烈夫反射譜 (a)—(c)在剛?cè)蹮挸鰜淼臉悠飞蠝y(cè)量的結(jié)果;(d)—(f)樣品在空氣中暴露近六個(gè)月后的測(cè)量結(jié)果Fig.3.Andreev re flection spectra measured at different locations at T=1.8 K:(a)–(c)Spectra of a freshly prepared sample;(d)–(f)spectra measured on the sample exposed to the atmospheric environment for nearly six months.

圖4 (a)用各向同性的s波BTK模型生成的一系列模擬安德烈夫譜線;(b)Γ接近于0時(shí),用各向同性的s波BTK模型模擬的譜線(紅色)和各向異性的d波BTK模型模擬的譜線(黑線);(c)Γ較大時(shí),用各向同性的s波BTK理論模擬的譜線(紅色)和各向異性的d波BTK理論模擬的譜線(黑線)Fig.4.(a)A series of simulated Andreev re flection spectra generated by isotropic s-wave BTK theory;(b)–(c)comparison between theoretical curves calculated by isotropic s-wave BTK theory(red line)and anisotropic d-wave BTK theory(black line)with Γ ≈ 0(b)and with large Γ values(c).

從前面的測(cè)量結(jié)果可以看出Re3W樣品正具有這樣的優(yōu)點(diǎn).因此,我們嘗試基于Re3W用點(diǎn)接觸測(cè)量手段測(cè)量Ni的自旋極化率,結(jié)果顯示在圖5中.如圖5(a)所示,安德烈夫反射譜的變溫測(cè)量結(jié)果用考慮了針尖鐵磁性的BTK理論進(jìn)行擬合,引入的參數(shù)除了前面的Γ,Z和?之外,增加了一個(gè)磁性金屬針尖的自旋極化率P[14,28].假設(shè)Ni針尖和Re3W之間也能形成比較理想的點(diǎn)接觸,因此在擬合過程中我們暫且設(shè)定Γ=0,來有效地減少擬合的不確定性.圖5(b)和圖5(c)分別給出了擬合得到的參數(shù)隨溫度的變化.可以看到,超導(dǎo)能隙主要來自于非中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)相的貢獻(xiàn),同時(shí)能隙隨溫度的變化基本符合BCS理論曲線,而其他擬合參數(shù)幾乎不隨溫度變化.最重要的是,擬合得到的Ni的自旋極化率約為0.35±0.02,與之前較為復(fù)雜的方法所得結(jié)果一致(比如利用分子束外延制備平面隧道結(jié)[29],或者通過大量點(diǎn)接觸測(cè)量然后將結(jié)果外延到Z=0極限的方法[30]).以上結(jié)果自洽地證明Re3W和Ni針尖形成的點(diǎn)接觸結(jié)質(zhì)量確實(shí)很高,擬合中Γ=0的假定是合理的.另外,我們用前面估算出來的非中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)相Re3W的費(fèi)米速度0.44×106m/s與Ni的費(fèi)米速度0.23×106m/s[27]計(jì)算出由費(fèi)米速度失配導(dǎo)致的有效勢(shì)壘高度約為0.30,這與擬合得到的有效勢(shì)壘Z約為0.27符合得很好.為了對(duì)擬合過程進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證,我們固定使用有效勢(shì)壘Z的計(jì)算值(Z=0.30)對(duì)所有數(shù)據(jù)重新進(jìn)行了擬合,擬合得到的能隙與之前的結(jié)果保持一致,而Γ的值處在0.01和0.03之間,滿足Γ/?<0.03,與Re3W/Au界面上的情況相似.擬合得到自旋極化率P的值為0.33±0.01,與前面擬合得到的P值很接近.這些自洽的結(jié)果表明我們前面的假設(shè)Γ=0是合理的,即基于Re3W形成的點(diǎn)接觸界面非常干凈,也說明我們前面關(guān)于Re3W費(fèi)米速度的估算是比較準(zhǔn)確的.

圖5 鐵磁金屬Ni的自旋極化率的測(cè)量結(jié)果 (a)在Re3W/Ni點(diǎn)接觸上測(cè)到的安德烈夫反射譜隨溫度的演化和利用自旋極化的BTK模型進(jìn)行擬合的結(jié)果(紅色實(shí)線),從上到下對(duì)應(yīng)的溫度從2 K到7 K,間隔1 K;(b)擬合得到的超導(dǎo)能隙?對(duì)溫度的依賴關(guān)系;(c)擬合得到的自旋極化率P,展寬因子Γ和有效勢(shì)壘Z對(duì)溫度的依賴關(guān)系Fig.5.Measurements of Ni’s spin polarization(a)Andreev re flection spectra(green diamonds)of Re3W/Ni point-contact measured at various temperatures,and fitting curves(red line)with BTK model by considering spin polarization,the corresponding temperature from top to bottom is 2 K to 7 K in step of 1 K;(b)temperature dependence of superconducting gap?;(c)temperature dependencies of spin polarization P,broadening factor Γ and effective barrier height Z.

4 結(jié) 論

我們?cè)赗e3W樣品上進(jìn)行了一系列的點(diǎn)接觸研究,發(fā)現(xiàn)具有中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)和非中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)的Re3W都是弱耦合BCS超導(dǎo)體.兩個(gè)相都可以形成穩(wěn)定的點(diǎn)接觸結(jié),而且電子通過界面時(shí)受到的非彈性散射非常微弱.此外,樣品在大氣環(huán)境下長(zhǎng)期暴露以后仍然可以得到比較理想的點(diǎn)接觸安德烈夫反射譜,而且超導(dǎo)性質(zhì)基本保持不變,說明Re3W表面非常穩(wěn)定.這些特性幫助我們自洽地推算出了Re3W的費(fèi)米速度,并利用Re3W/Ni點(diǎn)接觸結(jié)準(zhǔn)確地測(cè)量了金屬Ni的自旋極化率,表明基于Re3W形成點(diǎn)接觸結(jié)可能為研究金屬材料的物性提供了一種有效的途徑.