重空穴掺杂RbFe2As2超导体中新型(π, π)向列电子态的发现

122 FeAs超导体,其母体和轻掺杂区域普遍存在(π, 0)方向的向列型 (nematic)电子态。这种nematic态一般认为与母体(π, 0)“条形反铁磁序密切相关。经掺杂,反铁磁长程序被压制,而(π, 0)反铁磁涨落理论上会导致波配对。因此nematic电子态和超导电性可能有深刻联系,但目前仍没有统一认识。理论上,当Fe价态接近3d5时,体系会进入强关联的Mott反铁磁态(类似铜氧化物)。此时系统电子态和超导电性的演化非常具有研究价值,但这需要极高的空穴掺杂才能实现。在该工作中,我们研究了一种具有最高空穴掺杂的铁基超导体RbFe2As2,它具有3d5.5的价态。实验发现它具有一种新型的(π, π)方向的nematic电子态,不同于母体(π, 0)方向的nematic态(图2)。并且高分辨的隧道谱显示它的超导能隙沿着Fe晶格的[110]方向具有节点,所以很可能是一种d波配对。该实验结果表明新型(π, π)方向nematic电子态与d波配对有内在关联,可能与该体系接近Mott反铁磁态有关。因此该实验为揭示反铁磁序、nematic电子态和超导电性之间关联提供了新的研究平台。相关实验结果发表于Nat. Commmu. 10, 1039 (2019)

122 FeAs超导体相图

图:122 FeAs超导体相图,(π, π) nematicity是文中新发现的电子态。