铁基超导体的电输运和磁性质研究

本项目以磁力矩测量为主要手段，结合电输运和其它测量方法，开展铁基超导体的超导机理研究，包括超导序参量的对称性，量子临界，母体中电阻和磁化强度的低温反常行为以及可能的filamentary超导等。磁力矩是各向异性材料在外加磁场下产生的一种力矩。磁力矩测量能够直接反映磁性系统自由能的对称性，从而揭示超导能隙的对称性。相对于电阻，热导这些输运测量，磁力矩测量的是系统在平衡态下的热力学量，从而更能揭示系统的本质特征。本项目利用超导体在混合态磁通涡旋会产生典型的不同于其它磁系统的磁力矩信号的特点，通过磁力矩测量来研究铁基超导能隙的对称性等问题。我们还将通过研究磁通涡旋在混合态的磁力矩，得到超导各向异性，穿透深度等反映超导本质的基本参数，并研究涡旋维度变化，多能带/能隙结构等问题。此外本项目也将利用磁力矩测量研究超导转变温度以上的涡旋以及长程相关联等问题。通过这一系列的研究来促进对高温超导机制的理解。

本项目运用电输运，磁扭矩以及红外光谱测量等手段对系列掺杂的铁基超导体进行了系统的研究。研究成果发表在Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. B等国际期刊上。主要研究成果如下：.1) 在Co掺杂的Ba122超导体中，我们发现filamentary超导与反铁磁序共存。.2) 在最佳K掺杂的Ba122超导体中，我们发现了隐含的线性电阻行为，其来源可能是与铁基超导体超导相内部的量子临界点有关的自旋波动散射。.3）在Ni掺杂的Ba122超导体中，我们发现超导涨落存在于超导转变温度以上，并且欠掺区域的超导涨落现象显著，不同于热涨落。我们进一步比较了超导涨落现象在铁基超导体（系列Ni掺杂的Ba122）与铜氧化物超导体（系列La掺杂的Bi2201体系）中的异同。