铁基超导体的电子结构实验研究

The electronic structure of the Fe-based superconductors is the key in understanding the superconductivity phonomenon. Until now there is still no consensus on the pairing symmetry, the pairing mechanism, the relation between the magnetism and superconductivity. We propose an Angle-resolved photoemission spectroscopy study on the electronic structure of the Fe-based superconductor. We will focus on the "111" type of superconductors because of their no-polared surface and high data quality. By studying the band dispersion, Fermi surface topology, symmetry of the superconductivity and their evolution with doping, we aim to improve the understanding of the mechanism of the Fe-based superconductivity.

铁基超导体的电子结构是铁基超导体研究的重点之一。现在对于超导的一些基本性质，如超导能隙的对称性、配对机理、超导和磁性的关系等还没有一致的认识。本项目利用高分辨的角分辨光电子谱（ARPES）作为研究手段来探索铁基超导体的电子结构。因为111型铁基超导体有着非极化的表面和较高的数据质量，我们将着重于111型铁基超导体母体和掺杂的111型铁基超导体来研究铁基超导的机理。通过研究其能带色散、费米面的拓扑结构、超导能隙的对称性以及能隙随不同掺杂的变化等性质，理解铁基高温超导体的机理。

我们利用ARPES为实验手段，研究了铁基超导体的能隙和配对行为，发现在111型铁基超导体中不存在能隙节点，并且该材料属于强耦合的范畴。利用ARPES研究了CDW和超导在PdxHoTe3中中的竞争行为，发现在此过程中，电子-声子耦合起了重要作用。.我们利用ARPES研究了拓扑绝缘体材料Bi2−xInxSe3，发现随着In的掺杂，这个体系存在这从拓扑费平庸到拓扑平庸的转变过程。我们通过研究随着In掺杂变化过程中的电子结构变化，认为其从拓扑态进入非拓扑态的过程是突然出现的，而不是一个渐变的过程。.利用ARPES测量了ZrSnTe单晶的表面态，发现在ZrSnTe的三维材料中，其存在的表面态是二维拓扑绝缘体。通过表面吸氢，可以调控能隙到费米能附近，实现二维拓扑绝缘体。.我们通过ARPES测量了LaSb的电子态，结合量子振荡结果，精确地测定了LaSb的费米面大小。发现在该材料中，超大磁阻是因为电子-空穴的严格补偿造成的自然结果。并且该材料的超大磁阻和材料的拓扑性质关联不大。