2月8日消息（余予）來自中國科大新聞網(wǎng)消息顯示，近日，中國科大合肥微尺度物質科學國家研究中心國際功能材料量子設計中心與中科院強耦合量子材料物理重點實驗室曾長淦教授研究組與西湖大學李牮教授研究組實驗與理論合作，發(fā)現(xiàn)柵壓控制的Rashba自旋軌道耦合可以有效調(diào)控零偏壓電導峰所表征的相位相干多重Andreev反射，在超導自旋輸運研究方面取得重要進展。
據(jù)悉，零偏壓電導峰是一系列隧穿效應的關鍵信號，包括Majorana束縛態(tài)、Andreev束縛態(tài)以及無反射隧穿效應等。盡管這些效應的內(nèi)容有所不同，但它們所表現(xiàn)出來的零偏壓電導峰卻具有相同的微觀物理起源，即在零能處發(fā)生了相位相干的Andreev反射。另一方面，自旋軌道耦合已經(jīng)成為凝聚態(tài)物理領域近期許多重大發(fā)現(xiàn)（從新奇的自旋電子學器件到各種拓撲量子物相）的基石。
那么在零偏壓電導峰表征的相位相干Andreev過程中，自旋軌道耦合是否也會產(chǎn)生重要的影響呢？這是超導自旋輸運研究的一個重要科學問題。
研究團隊構建了由超導體鈮（Nb）和鈣鈦礦氧化物異質結鋁酸鑭/鈦酸鍶（LaAlO3/SrTiO3）組成的超導復合結構。其中LaAlO3/SrTiO3界面存在二維電子系統(tǒng)，且界面的Rashba自旋軌道耦合隨柵壓呈非單調(diào)變化。同時，結合隧穿實驗和理論計算，該研究團隊發(fā)現(xiàn)根據(jù)超導體和二維電子系統(tǒng)之間耦合強度的不同，自旋軌道耦合可以有效地調(diào)控量子相位相干或者Andreev反射幾率，進而調(diào)節(jié)隧穿譜中的零偏壓電導峰強度。
圖示：（a）Nb/LaAlO3/SrTiO3的器件示意圖。其中LaAlO3/SrTiO3界面的二維電子系統(tǒng)存在柵壓可調(diào)的Rashba自旋軌道耦合。
（b）不同柵壓下的歸一化隧穿譜。
這一研究不僅發(fā)現(xiàn)了非平庸的超導自旋輸運現(xiàn)象，也為在柵壓控制的超導復合結構中實現(xiàn)拓撲超導提供了新思路。
該成果于近日在國際知名期刊《Phys. Rev. Lett.》上發(fā)表。中國科大合肥微尺度物質科學國家研究中心/物理系博士生郭林海和我校已畢業(yè)博士嚴躍冬為文章共同第一作者，曾長淦教授和李牮教授為通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金委、科技部、中科院以及安徽省的資助。
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