成果与交流

研究进展

RESEARCH PROGRESS

SC7-角分辨光电子能谱探测非常规超导体的超导能隙符号

超导能隙对称性是理解超导微观机制的基础。超导能隙对称性的完全确定需要测量超导能隙的大小以及相位。对于传统的s波超导体,整个费米面上的超导能隙基本上大小相等,符号相同。

SC7-角分辨光电子能谱揭示双层镍氧化物La3Ni2O7中的轨道依赖电子关联

镍氧化物具有与铜氧化物相似的晶体结构和电子构型,被认为具有强关联效应,可能实现类似铜氧化物超导体的非常规超导电性,因此研究者们一直坚持在镍氧化物中探索超导电性。2019年斯坦福大学Harold Hwang研究组首次在无限层镍氧化物Nd1-xSrxNiO2薄膜中发现了接近15K的超导电性(Nature 572, 624–627 (2019)),引起了超导界的关注;接着,2023年中山大学王猛团队在块材双层镍氧化物La3Ni2O7单晶中发现了高压下超过液氮温度的接

SC8-一种笼目反铁磁体中存在狄拉克自旋子的谱学证据

在凝聚态物理学领域,人们已经发现一些体系的准粒子表现出类似于高能物理中的狄拉克粒子的性质。这些费米子准粒子的能量和动量之间呈线性色散关系,因此可以用相对论狄拉克方程在理论上进行描述。目前,狄拉克费米子已在一些电子体系中被观测到,例如石墨烯和拓扑绝缘体。由于狄拉克费米子存在的前提条件中并不包括电荷,因此原则上应该存在无电荷的狄拉克费米子。在经典的绝缘铁磁体或反铁磁体中,尽管其低能物理无需考虑

SC10-发现新型层状钴基硒氧化物超导体

超导研究是凝聚态物理领域中最引人注目的研究方向之一,不仅体现在超导体系的多样性为基础研究提供了丰富的研究对象,也归因于超导材料在电力能源和强磁场等方面具有其他功能材料无法取代的优势。相对于常规的超导材料,非常规超导电性的出现打破了经典BCS超导理论的制约。非常规超导材料中观察到的高TC、d 波(s±波、p波)配对、相图中超导相与结构和磁性的关联等,凸显了经典超导理论的危机,又为新的超导图像的建立

SC7-极低温激光角分辨光电子能谱确定只具有空穴型费米面铁基超导体的超导能隙对称性

铁基超导体作为第二大类高温超导材料,自2008年发现以来,其超导配对机理一直是凝聚态物理领域的重大前沿问题。确定超导能隙对称性和导致电子配对的媒介是解决超导机理的两个先决条件。铁基超导体是一个典型的多带体系,其配对对称性和费米面的拓扑结构密切相关。大多数铁基超导体具有布里渊区中心(Γ点)的空穴型费米面和布里渊区角落(M点)的电子型费米面,其配对对称性普遍被认为是s± (Γ-M), 即在Γ点空穴型费米面和M点电子型费米面上超导能隙符号相反的s波。在电子掺杂的只具有电子型费米面的铁基超导体中,例如单层FeSe/SrTiO3超导薄膜,其配对对称性尚有争议,可能是s±波或d波。而在空穴掺杂的铁基超导体中,极度过掺区域会得到只具有空穴型费米面的情形,其配对对称性引起了广泛的讨论,提出的可能性包括s±(Γ-Γ),即在Γ点两个费米面上配对符号相反的s波,或者d波等。厘清超导配对对称性和不同费米面结构之间的关系,对理解铁基超导体的超导机理至关重要。