单层FeSe超导界面是近年来凝聚态物理领域的研究热点，其超导配对温度(Tg~65K)远高于体相FeSe超导转变温度(Tc~8K)，为探索高温超导机制提供了新的平台。探寻向列序与超导序的相互竞争与相互作用将为揭示单层FeSe超导界面的配对机理提供重要实验依据。本课题组早期研究推测[S. Tan et al., Nature materials 12, 634 (2013)]，随着FeSe层数的减弱，体系的向列序将增强。然而，对于单层FeSe/TiOx 界面上，其电子掺杂浓度固定在0.10-0.12 e−/Fe，被称为“magic doping”，处于重度电子掺杂状态，远离向列序[图(d)]。能否寻找不同的单层FeSe/氧化物界面，并实现较低的电子掺杂水平，将为检验这个推测提供直接实验证据。2021年，本课题组报道了FeSe/LaFeO3超导界面[Y. Song et al., Nature Communications 12, 5926 (2021)]，这是首个超导配对温度超过液氮温度的非TiOx截止面的FeSe超导界面。在FeSe/LaFeO3超导界面，其电子掺杂水平约为0.087 e−/Fe，打破固定的重度电子掺杂状态。是否可以制备出高质量的不同FeSe-FeOx超导界面并探寻FeSe界面低电子掺杂区域的物理性质，成为亟待解决的问题。

图：(a) FeSe/NdFeO3的费米面，(b)沿(a)图#2方向的能带色散，(c)对称化的沿(a)图#2方向的能带色散，展现超导能隙，(d)不同FeSe薄膜随着电子掺杂水平变化的向列序能带劈裂及超导配对能隙大小。

近期，我们利用分子束外延技术，成功制备出高质量的FeSe/NdFeO3超导界面，拓宽了FeSe-FeOx超导家族。通过角分辨光电子能谱研究，我们发现其围绕M点的电子口袋非简并，电子掺杂水平仅为0.038-0.046 e−/Fe，表明FeSe/NdFeO3超导界面处于欠掺杂区域[图(a,c)]。这是首次发现处于欠掺杂区域的单层FeSe/氧化物界面。沿着M点的能带色散发现，非简并的电子型能带底位置相同，没有向列序劈裂，提示向列序压制[图(b)]。对称化的能带色散发现超导能隙[图(c)]，表明低温下FeSe/NdFeO3界面处于超导态，而电子掺杂水平相当的FeSe厚膜处于向列序，并未展现超导性。在如此低电子掺杂水平区域的FeSe超导界面体现向列序压制和超导增强，将为未来研究单层FeSe界面中的向列序以及超导电性提供全新的平台。此成果已经发表于《Nano Letters》(doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c01493)，标题为“Interface-Suppressed Nematicity and Enhanced Superconducting Pairing Strength of FeSe/NdFeO3 in the Low-Doping Regime”。李迟昊为第一作者，宋元和博士为第二作者，徐海超副研究员、彭瑞研究员和封东来教授为共同通讯作者。