Observation of periodic structures and pseudogaps in pristine compound α-TiNCl by STM/STS and break junction methods

Анотація

Вимірювання методом скануючої тунельної мікроскопії та спектроскопії (STM/STS) і тунельної спектроскопії з розірваним контактом (BJTS) проведено на чистому напівпровіднику α-TiNCl (pri-TiNCl), який є попередником надпровідних хлоридів нітріда. Топографія STM pri-TiNCl показує основні кристалічні структури з періодами гратки α₀ ≈ 0,38 нм та b₀ ≈ 0,31 нм, що забезпечує отримання чистої a–b поверхні мікромонокристалів. Усереднена залежність провідності від напруги dI/dV(V), яку отримано за допомогою STS вимірювань, показує, що при відносно високих напругах зміщення |V| ~ –50 та –100 мВ спостерігаються зламні структури. Просторові (r-) розподіли провідности dI/dV(V, r) (карти dI/dV), які є пропорційними до розподілів локальних густин станів квазічастинок (LDOS), демонструють незалежні від зсуву смугасті структури з періодом (4,8±0,2) b₀, що переважно спостерігаються в діапазоні |V| < 95 мВ. Температурна залежність спектрів dI/dV BJTS показує, що щілинна структура з енергетичною шкалою 4Σ = 180 меВ зникає при T_s ~ 120 К. Таким чином, відношення щілини Σ до температури переходу T_s становить 2Σ/k_BT_s ~ 10, k_B — стала Больцмана. Таке співвідношення є характерним для псевдощілинних властивостей у купратних надпровідниках і діелектричних щілинних особливостей у шаруватих халькогенідах з хвилями зарядової густини.