复旦微纳加工平台助力PRL重磅成果：KTaO₃界面超导中观测到超导相关的非互易输运       

         复旦大学表面物理全国重点实验室沈健教授课题组联合韩国崇实大学与日本理化学研究所等单位合作者，在Physical Review Letters发表题为“Nonreciprocal Transport in KTaO₃-Based Interface Superconductors with Parity Mixing” 的研究论文，并被选为编辑推荐。研究表明，强自旋轨道耦合条件下的单态—三重态宇称混合（parity mixing）与涡旋运动在不同温区分别起主导作用；同时，非互易响应可通过背栅电压实现数量级调控，体现出良好的可控性。

图1. PRL官网截图

        研究LaAlO₃/KTaO₃界面的二维超导性，需要在KTaO₃(111)衬底上精确制备出具有Hall bar几何形状的器件。复旦大学微纳加工与器件公共实验为器件的制备提供了核心技术支持，平台集先进光刻、精密薄膜沉积与多维度表征于一体的尖端设备集群，保障了器件从设计到实物的精确制备和优异性能。

图2.（a）器件测量示意图。（b）器件光学图。（c）两个样品的超导转变温度。（d）非互易磁电阻示意图。

         沈健教授团队依托微纳加工与器件公共实验室，利用无掩膜紫外光刻（TTT-07-UV Litho-ACA ）和磁控溅射系统（DE500），在KTaO₃衬底上定义Hall bar器件的几何图案，室温下沉积40 nm厚的Al₂O₃薄膜，作为非Hall bar区域的保护掩模，精确控制薄膜厚度和均匀性，沉积的Al₂O₃掩模致密、无针孔，保证了器件的边缘清晰和区域选择性。团队成功制备Hall bar器件并开展低温输运测量，系统观测到超导相关的非互易电输运在超导涨落温区被显著放大：非互易系数相较正常态增强超过三个数量级，并伴随符号翻转以及随温度变化的双峰结构。

图3. 无掩膜紫外光刻和磁控溅射镀膜

         复旦大学物理系沈健教授、复旦大学微纳电子器件与量子计算机研究院何攀青年研究员以及日本RIKEN的Naoto Nagaosa教授为共同通讯作者；复旦大学博士生翟金凤与韩国崇实大学Taekoo Oh研究员为共同第一作者。

论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/nshl-7b3z