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铁基超导体研究取得新进展

发布时间:2017-12-03 阅读:

  铁基超导体的研究取得新进展

  铁超导体是超导和强关联电子系统领域的热门话题之一。中科院北京物理研究所王南林,Jian建林,陈根富等研究人员组成的研究小组继续深入研究该领域。超导体的主要特征之一是由于存在电子对而打开能隙。超导间隙的检测对揭示超导配对机制具有重要意义。历史上,红外光谱是第一种探测传统超导体能隙的光谱技术。在超导状态下,当入射光子能量小于超导间隙尺寸的两倍时,不会引起电子空穴激发,入射电磁波不会被吸收;并在正常状态下进行任何小能量的电子空穴激发。所以从超导转变温度向上和向下的低能量光反射谱或电导率谱的变化可以给出超导间隙的大小。然而,从红外光谱检测超导能隙并不总是直截了当的。当超导电子的散射率远小于超导间隙(相当于平均自由程远远大于超导电子对的相干长度,即所谓的超洁净界面超导体)时,电子配对引起的近两个超导间隙光谱变化消失,导致红外光谱很难区分超导间隙。长期以来,高温超导领域一直受到CuO2高温超导体平面中的电子是否处于洁净度极限以及红外光谱检测超导电性前后的变化从超导缺口开始。新发现的铁基超导体是否可以通过红外光谱观察是一个值得关注的问题。研究小组的研究人员陈根富使用助熔剂法生长了许多体系的优质晶体。李刚,胡万政,董静等博士生对生长的Ba0.6K0.4Fe2As2单晶样品进行了详细的低温红外光谱测量。在反射光谱和导电光谱中观察到了由于超导间隙的开口导致的变化。他们的实验表明,铁基超导体处于肮脏的极限情况,超导态具有s波配对特征谱。从真实的电导率损失区域,他们估计了凝聚超流体电子浓度和伦敦渗透深度。通过与电导率的虚部比较,失去的面积主要是由于能量较低的区域。 Ferrell-Glover-Tinkham总结它在较低的能源区域得到满足。这与低掺杂的氧化铜高温超导体显着不同。这项工作已经发表在Phys。 Rev. Lett。 101,107004(2008)。另外,两个以前的Phys。 Rev. Lett。超导体:铁器时代的诞生和自然中国的高温超导:温暖的“自然亚洲材料”出版了关于Fe基超导体的文章LaFeAsO0.9F0.1-y和CeFeAsO1-xFx被选为覆盖面的研究亮点。该集团继续与美国田纳西大学的戴鹏程教授密切合作,研究多中子散射系统的磁结构和磁激励。他们发现CeFeAsO1-xFx体系中母体FeAs的面内磁性结构与LaFeAsO体系的面内磁性结构相同,并且是条状(或共线)反铁磁性的。 F掺杂的伪有序磁,超导静态反铁磁长期消失完全消失的区域。另外发现,F掺杂使得斜方晶长轴与Fe-As-Fe键角在低温对角线方向上的距离减小。他们比较了几组已知的铁基超导体系,揭示了超导转变温度与Fe-As-Fe键角(以及带宽与库仑斥力之比)之间的关系。这项工作已经发表在Nature Materials(在线发表:doi:10.1038 / nmat2315)。美国斯坦福大学物理系Steve Kivelson评论了本文建立的电子相图在统一性和多样性方面的重要性,并将在新闻视图部分发表。另外,他们对SrFe2As2前驱体单晶的磁激发进行了详细的研究,发现除了弹性散射布拉格峰之外,磁激发光谱在非常低的能量下具有自旋间隙,并且自旋能量在更高能量激发以及海森堡模型的有效磁交换耦合常数。这项工作已经发表在Phys。 Rev. Lett。 101,167203(2008)。他们还利用非弹性中子散射来研究CeFeAsO1-xFx体系中Ce4f电子的电场效应。由于Ce离子位于FeAs超导层的旁边,Ce位的晶体电场激发与FeAs表面的电子性质有关。他们的中子散射实验证明,Ce离子的晶体电场激发与FeAs层的长程磁有序性和自旋波动密切相关。这项工作也发表在Phys。 Rev. Lett。 101,(媒体,2008)。此外,他们还与其他几个研究国内外其他技术的团队合作,研究铁基超导体的不同物理性质。他们在Phys。等杂志上撰写和撰写了多篇文章。 Rev. B,Europhys。 Lett。,J.Am。化学。 SOC。阿贡国家实验室的迈克尔·诺曼最近在“物理”杂志的“趋势”部分撰写了一篇关于铁基超导体物理学的短文,该杂志是由美国物理学会于今年开始的,许多研究进展介绍和审查很多。以及与其他工作组一起工作。他们的研究得到了中国科学院,国家自然科学基金和科学部等相关项目的资助。 (来源:中国科学院物理研究所)(物理评论快报,101,107004(2008),G.Lee,WZhu,J.Dong,Z.Li,P.Zheng,GF Chen,JL Luo,and NL Wang)

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