铁基超导体能隙结构和机理的统一认识

铁基超导体作为除铜氧化物超导体之外的第二类高温超导体,自从被发现以来其超导电性的成因就备受关注。早期有人针对同时具有空穴型费米口袋和电子型费米口袋的铁砷基超导体提出了S~±配对模式,而且得到中子散射和隧道谱实验的初步支持。这一配对模型的基础是需要在布里渊区同时具有空穴型和电子型费米面。但是铁基超导体的费米面因材料而异,新发现的很多铁硒基超导体因缺乏空穴型费米面,对S~±电子配对模型来说是一个挑战。文章综述了过去几年来作者在这方面取得的工作进展。运用高精度的扫描隧道显微镜,在不同铁基超导体系中,针对超导能隙结构,或超导序参量的性质进行了仔细研究。首先作者在铁砷基超导体Na Fe_(1-x)Co_xAs和Ba_(1-x)K_xFe_2As_2中利用无磁性杂质态测量和隧道谱测量,发现S~±的明确证据。进一步,在只有电子型费米面的(Li_(1-x)Fe_x)OHFe Se超导材料中发现两个各向异性的超导能隙,利用准粒子相干散射实验第一次把这两个超导能隙对应到由电子型费米面套叠或杂化后形成的内外两套费米面上。通过非磁性杂质诱导产生的能隙内杂质态和新型电子驻波相位敏感实验的探测,证明该材料中超导能隙符号也发生反转。因此作者的系列工作统一了有和没有空穴型费米面的铁基超导体的能隙形式,支持排斥势是导致电子配对和超导电性产生的关键因素。     

铁基超导体FeSe0.5Te0.5表面隧道谱的研究

用扫描隧道显微镜/谱仪仔细研究了铁基超导单晶FeSe_0.5Te_0.5样品的表面形貌和隧道谱, 测量到了清晰的表面原子形貌和在空间比较稳定的隧道谱结构．在样品中测量的隧道谱零能态密度比较高, 说明样品里面有比较强的非弹性准粒子散射. 在正能5 mV附近有个较大的背景鼓包, 这一背景在很高温度也未消失. 空间中Se和Te集中的位置会带来高能背景的变化, 超导能隙附近谱的形状大致相同. 较强的非弹性准粒子散射破坏了超导的准粒子散射, 因此没有在二维微分电导图中发现超导准粒子相干散射的特征亮斑.