JPCM编辑优选：从电子声子耦合看FeSe/SrTiO3界面的超导增强
本篇综述来自中国科学院物理研究所朱学涛副研究员和郭建东研究员带领的团队，文章针对FeSe/SrTiO3体系电子-声子耦合相互作用的研究，回顾了基于不同实验方法的测量及其对应的理论解释，将为建立电子-声子相互作用在界面超导增强中的统一图像提供帮助。
文章介绍
Xiaofeng Xu(徐小凤), Shuyuan Zhang(张书源), Xuetao Zhu(朱学涛) and Jiandong Guo(郭建东)
通讯作者：
- 朱学涛 中国科学院物理研究所
目前，FeSe基超导体系的超导增强图像大体可以总结为：在FeSe薄膜或是块材中掺入足够多的电子，其超导转变温度可能从8K上升到40多K；而如果将单层FeSe薄膜生长在具有Ti-O键的氧化物衬底上，可能获得额外约20K的超导增强（图1）。氧化物衬底的声子与这额外20K的超导增强的关系一直是FeSe/SrTiO3界面超导体系研究的重点之一。
图1：FeSe基超导体系的超导增强
本文着重总结了研究FeSe/SrTiO3体系中电子-声子相互作用的实验结果，包括利用扫描隧道谱获得相关玻色子的能量，利用拉曼散射/时间分辨光谱等获得准粒子的寿命，利用角分辨光电子能谱观测到的复制能带得到电子与衬底声子相互作用的能量，利用高分辨电子能量损失谱获得薄膜与衬底声子的色散谱，等等。这些对相互作用的实验观测共同构筑起了界面超导增强的一个基本图像：衬底中声子导致的非绝热的电子-声子相互作用与FeSe薄膜中本来存在的配对机制共同作用从而提高了超导温度（图2）。
深入研究FeSe/SrTiO3体系中相互作用的形式，不仅有助于设计新的以界面为载体的超导体系，也将对高温超导的一般机理提供重要参考。例如，基于电子非绝热局域配对的本质，将FeSe基超导体系绘制在一个费米液体与玻色液体的相图中（图3），可以更加深入地理解其中的多体相互作用。
研究背景
FeSe/SrTiO3体系在目前所有铁基超导体系中具有最高的超导转变温度，是研究高温超导机理的重要实验平台。在这个典型的界面超导体系中，界面耦合作用，特别是其中的电子-声子相互作用，已经被广泛而深入地研究，但是其中界面超导增强的本质还没有明确的结论。本综述针对FeSe/SrTiO3体系电子-声子耦合相互作用的研究，回顾了基于不同实验方法的测量及其对应的理论解释，不仅讨论了基于电子态的测量，更着重分析了基于声子的测量。希望本文能启发更深入的理论工作，建立电子-声子相互作用在界面超导增强中的统一图像。
作者介绍
朱学涛，2004年获得北京师范大学材料物理学士学位，2011年获得美国波士顿大学物理学博士学位，现任中国科学院物理研究所副研究员，博士生导师。研究方向为凝聚态物理，表面物理，低维物理等，主要集中于低维量子材料体系中元激发及其相互作用的实验观测，特别是对电子-声子相互作用机理及相关物性的研究。