基于SrTiO3的界面中穹顶形超导相图的起源

超导临界温度随掺杂变化的穹顶形相图常被视为非常规超导体的标志。在基于SrTiO3的界面二维电子气中观察到的这种行为（其电子密度由场效应控制）至今尚未得到明确解释。在此，我们基于量子阱的Schrödinger-Poisson数值模拟和双栅场效应器件的输运实验，为这些氧化物界面的超导相图详述了一个通用情景。我们提出，最大Tc的最适掺杂点标志着涉及不同轨道特征的t2g能带的单带与脆弱的两能隙s±波超导态之间的转变。在最适掺杂点，我们预测并实验观察到Tc对载流子密度的依赖出现分叉，该分叉由掺杂执行细节控制。施加背栅电压触发高能dxy子带填充并开启过掺杂区，而用顶栅掺杂则延迟子带填充并使二维电子气维持在Tc更高的单带超导态。