[論文レビュー] Spectroscopic evidence of disorder-induced quantum phase transitions in monolayer Fe(Te,Se) superconductor

Guanyang He, Ziqiao Wang+6 more|arXiv (Cornell University)|Mar 5, 2026

Iron-based superconductors research被引用数 0

ひとこと要約

この研究はSTM/STSを用いて、鉄クラスターによって生じた無秩序が2D Fe(Te,Se)超伝導体を超伝導ギャップから絶縁ギャップへと移行させ、強無秩序下での大きなU形ギャップは局在化によって強化されたクーパー対形成に起因すると示す。

ABSTRACT

The superconductor-insulator transition as a paradigm of quantum phase transitions has attracted tremendous interest over the past three decades. While the magnetic field and carrier density can be tuned to drive the transition, the role of disorder in the transition is not well understood due to the complicated interplay between superconductivity and electron localization. In this work, we controllably introduce disorder in a two-dimensional high-temperature superconductor by depositing iron clusters onto the superconducting monolayer Fe(Te,Se) crystalline film. The spectral evolution from superconducting gaps to insulating gaps with increasing disorder is detected by scanning tunneling spectroscopy measurements. When the disorder is strong, large U-shaped gaps are observed and attributed to the localization-enhanced Cooper pair correlation. Our observations provide the insight into the emergent phases of low-dimensional and high-temperature superconductors with disorder.

研究の動機と目的

• 制御された無秩序が二次元高温超伝導体（モノレイヤーFe(Te,Se)）の超伝導性にどのように影響するかを調べる。
• 無秩序が増加するにつれてスペクトルが超伝導状態から絶縁状態へと進化することを示す。
• 局在化とクーパー対相関の観点から、特に大きなU字ギャップを含むスペクトル特徴を解釈する。
• 無秩序を伴う低次元超伝導体における新生相への洞察を提供する。

提案手法

• 鉄クラスターをモノレイヤーFe(Te,Se)結晶膜上に堆積させて無秩序を導入する。
• 無秩序が増加するにつれて走査型トンネル分光法で局所電子スペクトルを測定する。
• 超伝導ギャップから絶縁ギャップへのスペクトル進化を同定する。
• 強無秩序特徴を局在化によって強化されたクーパー対相関と解釈する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 制御された無秩序はモノレイヤーFe(Te,Se)の超伝導–絶縁転換にどのような影響を与えるか。
• RQ2 この2D高温超伝導体における無秩序誘起量子相転移のスペクトル的特徴は何か。
• RQ3 高秩序での大きなU字ギャップは局在化によって強化されたクーパー対形成を反映するのか。
• RQ4 これらの分光観測は、低次元超伝導体における無秩序と新生相についてどのような広い洞察を提供するか。

主な発見

• 無秩序の増加に伴い超伝導ギャップから絶縁ギャップへのスペクトル進化を観測。
• 強無秩序下での大きなU字ギャップの観測。
• 強無秩序ギャップを局在化によって強化されたクーパー対相関に帰属。
• 二次元高温超伝導体における無秩序誘発の量子相転換を駆動。
• 無秩序を伴う低次元超伝導体における新生相に光を当てる。