Nicht-reziproker Transport im gate-induzierten polaren Strontiumtitanat-Supraleiter

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In der Materialwissenschaft sind zweidimensionale Elektronensysteme (2DES), die an der Oxidoberfläche oder an der Grenzfläche realisiert werden, ein vielversprechender Kandidat, um neuartige physikalische Eigenschaften und Funktionalitäten in einem schnell wachsenden Quantenfeld zu erreichen.

Während 2-DES eine wichtige Plattform für exotische Quantenereignisse einschließlich des Quanten-Hall-Effekts und der Supraleitung bietet, bleibt der Effekt des Symmetriebruchs; der Übergang von einem ungeordneten Zustand in einen definierteren Zustand, auf solche Quantenphasen schwer fassbar.

Der nicht-reziproke elektrische Transport oder der stromrichtungsabhängige Widerstand ist eine Sonde für gebrochene Inversionssymmetrie (Vorhandensein eines Dipols), wie sie an mehreren nicht-zentrosymmetrischen Kristallen und Grenzflächen beobachtet wird.

In einem neuen Bericht berichteten Yuki M.

Itahashi und ein Team von Wissenschaftlern aus der angewandten Physik, den Nanosystemen und der Materialwissenschaft in Japan und den USA über den nicht-reziproken Transport an der Oberfläche eines 2-D-Supraleiters aus dem supraleitenden Material Strontiumtitanat (SrTiO3).

Das Team beobachtete eine gigantische Vergrößerung der nicht-reziproken Region in der supraleitenden Fluktuationsregion – um sechs Größenordnungen größer als ihr Normalzustand.

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Die Ergebnisse werden jetzt auf Science Advances veröffentlicht und zeigen beispiellose Eigenschaften des polaren 2D-Supraleiters.Polare Leiter oder Supraleiter sind potentielle Materialplattformen für Quantentransport und spintronische Funktionalitäten, mit inhärenten nicht-reziproken Transporten, die die schwer fassbare Eigenschaft des Brechens der Zeit-Umkehrsymmetrie (d.h.

der Bruchkonservierung der Entropie) widerspiegeln.

Jüngste Experimente haben sich auf den supraleitenden Zustand ausgedehnt, um eine große nicht-reziproke Reaktion zu beobachten, und die Physiker sind daran interessiert, die Nichtreziprozität um den supraleitenden Übergang in einem einfachen Elektronensystem zu untersuchen.

Dafür haben Itahashi et al.

Chrom/Gold (Cr/Au)-Elektroden auf der atomar flachen Oberfläche von SrTiO3 entwickelt und ionische Flüssigkeit auf der Oberseite platziert, um einen elektrischen Doppelschichttransistor (EDLT) zu….

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