《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表鐵基超導(dǎo)體研究進(jìn)展

zui近，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室聞海虎研究組在鐵基超導(dǎo)體超導(dǎo)電性研究中取得新進(jìn)展。相關(guān)工作已發(fā)表在（C. Ren et al., Physical Review Letter. 0, 257006 （2008））。

    該組任聰副研究員自主開(kāi)發(fā)出了一套基于半導(dǎo)體二維電子器Hall效應(yīng)的磁測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以研究微米尺寸材料的低溫磁性。利用這一套系統(tǒng)，任聰、單磊和聞海虎等研究人員研究了*摻雜Ba0.6K0.4Fe2As2單晶（Tc=36K）的下臨界場(chǎng)Hc的性質(zhì)，從而獲得其超流密度的信息。他們發(fā)現(xiàn)Hc的溫度依賴關(guān)系具有明顯的兩能帶特征，可以用兩個(gè)各向同性的s波能隙函數(shù)擬合。擬合結(jié)果表明，具有較大能隙 （2&6508;b/kBTc = 6.0） 的能帶對(duì)超流密度的貢獻(xiàn)小，而較小能隙（2&6508;a/kBTc=.3） 的能帶在超流中占據(jù)較大的權(quán)重。這一結(jié)果和*性原理能帶計(jì)算的費(fèi)米面附近的能態(tài)密度權(quán)重是一致的。他們還指出，比較電子型FeAs-體系，BaKFe2As2 零溫極限下的超流密度比較大，與Tc的關(guān)系明顯不滿足于已知的Uemura標(biāo)度關(guān)系。該標(biāo)度關(guān)系在欠摻雜氧化物超導(dǎo)體中是滿足的。此結(jié)果說(shuō)明鐵基超導(dǎo)體和氧化物超導(dǎo)體在機(jī)理上可能有明顯區(qū)別。

    高溫超導(dǎo)電性一直是凝聚態(tài)物理學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題之一。作為強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系的銅氧化物高溫超導(dǎo)體，其豐富的物理性質(zhì)大大拓寬了人們對(duì)凝聚態(tài)物質(zhì)的理解，但是相關(guān)的機(jī)理卻是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的難題之一。zui近發(fā)現(xiàn)的新型鐵基超導(dǎo)體，其層狀結(jié)構(gòu)與銅氧化物相似，而超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度可以高于50 K。對(duì)鐵基超導(dǎo)體的研究可以為高溫超導(dǎo)另辟蹊徑， 有助于揭示高溫超導(dǎo)的機(jī)理。

    超導(dǎo)能隙分布及能隙函數(shù)的配對(duì)對(duì)稱性是超導(dǎo)電性的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)探測(cè)鐵基超導(dǎo)體超流密度可以獲得其超導(dǎo)電子配對(duì)信息，對(duì)鐵基超導(dǎo)機(jī)理的研究具有重要意義，而這項(xiàng)研究在高質(zhì)量單晶樣品上尤為重要。聞海虎研究組在鐵基超導(dǎo)體單晶樣品生長(zhǎng)中取得一系列重要進(jìn)展。他們用NaCl助熔劑方法生長(zhǎng)出尺寸在亞毫米的電子型FeAs-單晶并成功測(cè)量了單晶的輸運(yùn)性質(zhì)，同時(shí)他們還用FeAs做助熔劑生長(zhǎng)出了厘米量級(jí)空穴型FeAs-22系列摻雜單晶，通過(guò)單晶的性能表征說(shuō)明它們具有很高的質(zhì)量。