近日,中国人民大学物理系王善才教授研究组和陈根富研究组,与物理所丁洪研究组和日本东北大学高桥研究组合作,利用角分辨光电子谱(ARPES)手段,在111型超导体的能隙结构研究上取得了重要进展,发现了四度对称、各向异性的LiFeAs能隙特征,为研究铁基超导体配对机理提供了重要信息。相关结果发表于2012年1月出版的《物理评论快报》(Phys. Rev. Lett. 108, 037002 (2012))等上。
超导能隙(序参量)对称性是超导体研究的重要课题之一。超导能隙的大小和对称性对于超导机理的研究具有重要意义。目前,铁基超导体的能隙对称性和大小还存在广泛争议,是该领域的研究热点之一。111型铁基超导体主要有NaFeAs和LiFeAs两个系列。因其晶体质量高且表面性质稳定,相比于其它材料,其ARPES数据质量很高,适合进行能隙对称性的高分辨率测量。
最近,物理系王善才研究组和日本东北大学高桥研究组、中科院物理所丁洪研究组合作,对物理系陈根富研究组提供的高质量LiFeAs单晶样品进行了ARPES测量。一个德国研究组的前期工作认为LiFeAs是传统的BCS超导体。王善才及其合作者发现LiFeAs与NaFeAs没有本质差别,不属于BCS型超导体。该材料本质上属于强耦合性的超导体,与传统的BCS超导体有本质不同。这一发现驳斥了该德国研究组的观点。具体地,LiFeAs与大部分铁基超导体不同,其能隙呈现各向异性,大小变化在30%左右,且为四度对称,是s+- 波的形式,明确了超导序参量的对称性。
上述能隙的动量依赖特性为研究铁基超导体配对机理、建立超导理论模型提供了重要信息。相应的结果发表在Phys. Rev. Lett. 108, 037002 (2012) 和Phys. Rev. B 84, 064519 (2011)上。