厚度逼近二维极限的 FeSe 薄层片中输运性质的演化

FeSe 的电子性质可通过多种途径调控。本文通过剥离技术，对 FeSe 从块体单晶到双层（∼1.1 nm）厚度范围内的超导性与向列性演化进行了全面研究。随着薄片厚度减小，结构转变温度 $T_{\rm s}$ 与零电阻超导转变温度 $T_{\rm c}^{\rm zero}$ 均被大幅抑制。当厚度（$d$）减小至 13 nm 时，15 K 下霍尔电阻 $R_{xy}$ 的磁场（$B$）依赖行为在最高 9 T 内由 $B$ 非线性变为 $B$ 线性。当 $d\le$ 13 nm 时，$T_{\rm c}$ 与薄片厚度倒数（1/$d$）呈线性依赖关系，且在厚度小于 27 nm 时出现 $T_{\rm c}$ 的明显下降。超薄薄片中的 $I$-$V$ 特征曲线揭示了 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless（BKT）转变的特征，表明存在二维超导性。各向异性磁电阻测量进一步支持少层 FeSe 中的二维超导性。减小 FeSe 薄片厚度所引起的无序散射增强、各向异性应变及维度效应，可能是理解这些行为所需考虑的因素。我们的研究系统揭示了超导材料 FeSe 的超导性质、结构转变与霍尔电阻随薄片厚度的演化规律，并为寻找二维超导性及其他二维新奇现象提供了有效途径。