重离子辐照对 FeSe 的影响

我们通过将 Uranium 辐照至剂量等效匹配场 $B_\phi$ = 16 T，报道了重离子辐照对 FeSe 单晶的影响。高分辨率透射电子显微镜证实了沿 $c$ 轴存在直径约 10 nm 的近乎连续的柱状缺陷。研究发现，引入柱状缺陷会抑制 $T_c$，其抑制速率为 d$T_c$/d$B_\phi$ $\sim$ -0.29KT$^{-1}$，这远大于在铁基磷族化物中观察到的抑制速率。本文结合柱状缺陷的大直径以及具有极小费米能的独特能带结构，讨论了 FeSe 中这种出乎意料的 $T_c$ 大幅抑制现象。临界电流密度首先随辐照急剧增强，在 $B_\phi$ = 2 T、2 K（自场）下达到 $\sim$2$\times$10$^5$ A/cm$^2$（比原始样品大约 5 倍），随后随着 $B_\phi$ 的增加而逐渐受到抑制。在原始 FeSe 中，发现与载流子平均自由程涨落相关的 $\delta l$-钉扎与与转变温度空间涨落相关的 $\delta T_c$-钉扎共存，而辐照增加了 $\delta l$-钉扎的贡献，并使其在 $B_\phi$ = 4 T 以上占据主导地位。