二维半导体资料因为具有高电子迁移率和易于调控等潜在使用价值而广为重视。Bi2O2Se是这一领域内最近遭到重视的一种资料，它具有空气中安稳、迁移率高、能隙适中（~0.8 eV）、自旋轨道耦合强等长处。现在，大面积的单层和多层Bi2O2Se薄膜现已被成功组成，且在场效应管、光电晶体管等电子学和光电子器材中显示出优胜特性。但是，Bi2O2Se还存在着一维纳米线形状。比较于二维薄膜形状，纳米线形状因为具有大的外表体积比，将或许展现出更独特的性质。一起，根据这种强自旋轨道耦合资料构建超导复合器材，预期可完结拓扑超导态。
中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心固态量子信息与核算试验室Q02组的博士生应江华在屈凡明特聘研讨员和吕力研讨员的指导下，观测到了Bi2O2Se纳米线的相干外表态，并在根据Bi2O2Se薄膜的约瑟夫森结中完结了对超流的开关操控和对超流空间散布的调控。该研讨团队使用化学气相堆积办法生长了高质量的Bi2O2Se纳米线和薄膜，并别离制备了正常金属电极和超导电极。在Bi2O2Se纳米线器材中，低温输运展现出电阻随沿纳米线轴向磁场的周期振动，且该振动能被门电压调制。该结果表明纳米线中存在着相干的外表态，并形成了一维子能带。态密度核算结果与试验数据契合得很好，一起排除了一般以为的Aharonov-Bohm干与机制。该作业是与物理所杨槐馨研讨员协作完结的，宣布在Phys. Rev. B 100, 235307 (2019)。
最近，该团队还使用Bi2O2Se薄膜制备了根据超导近邻效应的约瑟夫森结器材。经过门电压调控，成功完结对超流起伏的彻底调理，即超流的开和关。更有意思的是，经过剖析磁场中超流的衍射和干与行为，他们发现超流的空间散布也可被门电压调控。超流大时，体超流占主导；超流小时，边际超流占主导。据此，他们在同一器材中一起完结了对超流起伏和空间散布的调制。此外，理论预期Bi2O2Se薄膜的外表态与最外层原子是Bi或Se有关，这也供给了更丰厚的或许性。该作业是与南京大学王学锋教授、南开大学曹学伟教授协作完结的，宣布在Nano Lett. 20, 2569 (2020)。
上述作业得到科技部、国家自然科学基金委、中科院B类先导专项、北京市科委、国防科大和北京量子信息科学研讨院的赞助。
图1. （a）Bi2O2Se纳米线器材示意图。（b）AFM图。（c）电阻随磁场和门电压的双调制。（d）c图的二阶微分，展现振动信息。
图2. （a）Bi2O2Se约瑟夫森结在不同门电压下的超流衍射和干与图。（b）相应门电压下提取的超流空间散布。
修改：他和猫
