固体所在钛酸锂超导体红外反射光谱特性研究方面取得新进展

（文/梅红樱）

近日，我室徐文课题组与山东大学、物理所合作研究了不同晶格取向钛酸锂超导体红外反射光谱特性，观察到光探测金属-超导转变以及电子局域化效应，相关结果发表在（Optics Letters, 42(8): 1552-1555 (2017)）上。

本研究的实验样品为镁铝氧衬底上的钛酸锂超导薄膜材料（[001]和[111]晶向）。样品通过脉冲激光沉积方法制备，其物理性质如比热、电、磁输运、隧道谱等已被广泛研究。电输运测量得到钛酸锂超导薄膜材料金属-超导转变温度在10-12K之间，并且[001]和[111]晶向的超导薄膜具有各向异性。在近红外波段（1-2 μm），对于钛酸锂超导薄膜，条件ωτ~1得到满足，因此近红外反射光谱作为一种无接触光学测量手段，可以直接应用于测量钛酸锂超导薄膜的红外光学特性，见图1。研究结果表明：（1）光探测样品的金属-超导转变温度与电输运测量结果一致，见图2； （2）不同晶格取向（[001]和[111]晶向）的钛酸锂超导转变温度分别在9 K和11 K，光测量和电输运测量的金属态电阻随温度变化趋势一致，见图2和图3；（3）在金属态，钛酸锂超导薄膜存在电子局域化效应，这个结果是常规电、磁输运测量不能直接观察到的，见图2。

图1.不同温度下钛酸锂超导薄膜的近红外反射光谱。左、右图为[001]、[111]晶向的结果。

图2.不同波长的钛酸锂超导薄膜反射率随温度变化,左、右图为[001]、[111]晶向的结果。

图3.不同晶向超导钛酸锂薄膜的反射率（黑线）和电阻率（红线）随温度的变化，实线、虚线为[001]、[111]晶向样品的测量结果。

[1] Y. M. Zhang, W. Xu, L. Ding, X. Chen, J. Zhang, C. N. Liang, H. Y. Mei,  Study of spinel LiTi2O4 superconductors via near-infrared reflection experiments,Optics Letters, 42(8): 1552-1555 (2017).

全文链接:https://doi.org/10.1364/OL.42.001552