自从只有电子型费米面的铁基超导（e-HTSs）被发现以来，这类超导中的超导配对对称性问题已经成为铁基超导研究中悬而未决的关键问题。为了解释角分辨光电子能谱和中子散射实验中分别观测到的超导序参量的各向同性和相位反号现象，各种新奇的配对对称性理论被提出，它们基于M点为椭圆形的费米面，提出在不同的费米面段上有着序参量的反号。然而，在迄今为止发现的e-HTSs（包括AFe2Se2和单层FeSe）中，M点的费米面都为近似简并、低椭圆度的形状，不能对这些理论给出实验性的判据。另一方面，最近各项实验结果表明在SrTiO3衬底上的单层FeSe中发现了65K的超导配对温度以及应力依赖的共线反铁磁行为。因此调节拉伸应力、设计新型的e-HTSs的研究对于提高铁基超导转变温度、研究配对对称性都十分重要。

我们通过分子束外延设计异质结FeSe/SrTiO3/KTaO3（如图1(a)所示），保持FeSe/SrTiO3界面不变的情况下人工调控单层FeSe的面内晶格至3.989 Å的极高值（如图1(b)所示），并利用原位角分辨光电子能谱系统地研究了它的电子结构和超导能隙。在这种薄膜中，我们发现了超导能隙在高达70K才闭合（如图1(c)所示），相比于之前FeSe/SrTiO3提高了5K（如图1(d)所示），是铁基超导中的超导配对温度的最高记录。另外，在增加的张力作用下，单层FeSe中的电子型费米面为两个交叉的椭圆形而不再简并，但并没有能带交叉的杂化现象（如图1(e)所示），这是第一次在e-HTss中观测到清晰的费米面退简并现象。超导能隙的分布表现为各向异性但没有节点，在电子费米面交叉点为极小值（如图1(f)所示）。这表明在e-HTSs中仍然为s波的配对对称性，并给各种新奇配对对称性的理论提供了强有力的实验约束。此外，我们的实验还表明，利用人工界面工程的调制是研究铁基超导电子结构、超导机制以及提高超导电性的新型有效工具。该结果发表在Physical Review Letters 112, 107001 (2014)上。

最近，人们在Ba1−xNaxTi2Sb2O (0.0≤x≤0.33)中发现了超导性质，这是一种有着反CuO2型结构的Ti2O面，Sb原子分布于Ti2O正方形上下的钛基氧氮族化物。从结构上看，这样的晶格是CuO2和FeAs型晶格的奇妙结合；因此，这种材料可能属于新一类基于钛的非常规超导体。BaTi2As2O有着与BaTi2Sb2O超导体相同的结构。它可以被看作是钛基超导体的一个母体材料。它在200K发生一种密度波转变，这和铁基高温超导体相似。一些伴随有序态失稳的性质，比如自旋涨落，经常在非常规超导中扮演重要的角色。因此，研究母体化合物的电子结构和揭示其密度波转变的性质是相当关键的。
我们利用角分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理计算研究了BaTi2As2O的电子结构。实验得到的电子结构呈现多带性质和三维特征，这和理论计算得到的结果一致【图1(a)-(b)】。我们观测到了异常的温度依赖谱重转移和严重展宽的线形，表明谱函数的非相干特性。在密度波转变发生的200K附近，能隙在“费米补丁”处部分打开【图 1(c)-(d)】。这些发现意味着BaTi2As2O是一种在强关联域中的电荷密度波材料。本工作已被PRB接收。
光电子能谱数据在广岛同步辐射中心（HiSOR）的BL1、BL9光束线，斯坦福同步辐射光源(SSRL)的5-4光束线，和复旦大学采集。本工作部分受到国家自然科学基金和科技部973计划的支持。