铁砷化合物超导电性的理论研究

铁砷化合物是近来发现的新型高温超导体，是当前凝聚态领域的新的兴奋点。其层状结构及化学掺杂类似于铜氧化合物，同时超导与反铁磁的竞争也揭示了电子关联的重要性。但是，铁砷化合物有较强的三维性、不存在Mott绝缘母体及其特殊的多能带电子结构，这些特点为物理研究增加了难度和广度。本项目的研究目标为揭示这一特殊系统中超导配对的起源及其特殊物理性质。研究内容为：在超导机理方面，研究电子自旋关联、特殊电声子互作用、多带电子结构等对超导配对及其对称性的作用；在超导性质方面，研究各种多带超导配对的对称性及其相对位相所可能导致的特殊物理性质，为相关的实验检测提供理论参考。申请人有超导及强关联领域的研究背景，已发表高质量研究论文60余篇（其中含7篇Phys. Rev. Lett.和30篇Phys. Rev. B论文），并已开展了项目的前期研究。

本项目的主要研究内容和目标为包括铁基超导体在内的非常规超导体超导机理的研究，以及为此而发展处理强关联系统的量子力学方法。在铁基超导体方面，我们紧密结合实验，揭示了BaFe2As2磁通芯子处的反常Andreev束缚态与超导配对对称性及能带结构的关系，揭示了电子态密度中的玻色模与自旋涨落及浅能级带边效应的关系，揭示了SrTiO3衬底上FeSe单层超导温度增强的机理，理论揭示了若干关联电子系统中出现的拓扑物质态，包括超导态，的物理机理及性质。发展了有限温Gutzwiller投影变分方法，和基于玻色模分解的泛函重整化群方法并应用于上述研究工作中初现成效。发表高质量学术论文14篇,含Phys. Rev. B论文7篇，Nature Physics论文2篇（与实验组合作）。项目经过三年执行达到并部分超越预期目标。