Observation of Superconductivity in Epitaxially Grown Atomic Layers: In Situ Electrical Transport Measurements

این پایان نامه اولین مشاهدات ابررسانایی را در مواد لایه نازک در مقیاس یک یا دو اتمی ارائه می کند. این پایان نامه با مروری تاریخی بر ابررسانایی و ساختار الکترونیکی مواد دو بعدی آغاز می شود و ذکر می کند که این اجزای کلیدی به امکان ابررسانای دو بعدی با دمای انتقال فاز بالا و میدان مغناطیسی بحرانی منجر می شوند. پس از آن، این پایان نامه تمرکز خود را بر روی آزمایش های اجرا شده قرار می دهد، که در آن عمدتا از دو ماده مختلف سطوح سیلیکونی ته نشین شده با تالیم و گرافن های دولایه فلزی استفاده می شود. مطالعه اولین ماده اولین نمایش تجربی از هر دو اثر غول پیکر راشبا و ابررسانایی در موادی است که قرار است ابررساناهایی بدون تقارن وارونگی فضایی باشند. مطالعه ماده اخیر مربوط به ابررسانایی در گرافن دولایه است، که یک چالش آزمایشی بزرگ برای یک دهه بود و اولین بار توسط نویسنده به دست آمد.

توضیحات. روش اندازه‌گیری عمومی و ابتکاری که در کاوش مقاومت الکتریکی مواد بسیار نازک ناپایدار در یک محیط محیطی بسیار موثر است، این پایان‌نامه را به منبع ارزشمندی برای محققان نه تنها در فیزیک سطح، بلکه در علم نانو مواد و سایر مواد متراکم تبدیل می‌کند. فیزیک.

This thesis presents first observations of superconductivity in one- or two-atomic-scale thin layer materials. The thesis begins with a historical overview of superconductivity and the electronic structure of two-dimensional materials, and mentions that these key ingredients lead to the possibility of the two-dimensional superconductor with high phase-transition temperature and critical magnetic field. Thereafter, the thesis moves its focus onto the implemented experiments, in which mainly two different materials thallium-deposited silicon surfaces and metal-intercalated bilayer graphenes, are used. The study of the first material is the first experimental demonstration of both a gigantic Rashba effect and superconductivity in the materials supposed to be superconductors without spatial inversion symmetry. The study of the latter material is relevant to superconductivity in a bilayer graphene, which was a big experimental challenge for a decade, and has been first achieved by the author.

The description of the generic and innovative measurement technique, highly effective in probing electric resistivity of ultra-thin materials unstable in an ambient environment, makes this thesis a valuable source for researchers not only in surface physics but also in nano-materials science and other condensed-matter physics.