[论文解读] 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 0

一句话总结

这项研究利用 STM/STS 显示由铁簇引入的无序驱动二维 Fe(Te,Se) 超导体从超导隙转变为绝缘隙，在强无序下出现的大型V形/ U 形隙归因于局域化增强的库珀对配对。

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.

研究动机与目标

• 研究受控无序如何影响二维高温超导体（单层 Fe(Te,Se)）中的超导性。
• 展示随着无序增加谱特征从超导态向绝缘态的演变。
• 从局域化和库珀对相关性角度解释谱特征，特别是大型 U 形隙。
• 为具有无序的低维超导体中的新兴相提供洞见。

提出的方法

• 通过在单层 Fe(Te,Se) 晶膜上沉积铁簇来引入无序。
• 随着无序增加，使用扫描隧道光谱测量局部电子谱。
• 识别从超导隙向绝缘隙的谱演变。
• 将强无序特征解释为局域化增强的库珀对相关性。

实验结果

研究问题

• RQ1 受控无序如何影响单层 Fe(Te,Se) 的超导-绝缘转变？
• RQ2 在这类二维高温超导体中，无序诱导的量子相变的谱特征是什么？
• RQ3 高无序下的大型 U 形隙是否反映了局域化增强的库珀配对？
• RQ4 这些光谱观测对无序与低维超导体中新兴相有什么更广泛的启示？

主要发现

• 随着无序增加，谱特征从超导隙演变到绝缘隙。
• 在强无序下观察到大型 U 形隙。
• 将强无序隙归因于局域化增强的库珀对相关性。
• 无序驱动二维高温超导体中的无序诱导量子相变。
• 这些发现有助于阐明具有无序的低维超导体中新兴相。