铁基超导材体NaFe1-xCoxAs中各向异性但无节点的超导能隙分布行为

铁基材料中的超导出现伴随着对母体三维长程反铁磁有序的压制。在某些情形下,铁基材料中的超导相可以和反铁磁有序相共存,这种新奇超导基态为研究磁性在超导电子配对中的作用提供了很好的平台,并提出了更直接的问题:材料中相同的电子是怎样既参与超导电子配对又参与SDW电子配对,这两种序为什么能共存又互相竞争,以及在这种共存态下超导能隙的分布(即超导配对对成性)又是怎么样的等等。
我们对处于这种新奇超导基态的铁基材料NaFe0.9825Co0.0175As进行了角分辨光电子能谱实验。通过对其三维布里渊区的电子结构进行细致地探测,对比不同温度下的电子结构演化,我们首次在动量空间中找到了超导序和SDW序共存的证据,进一步证实这种共存是本质上的微观共存。同时我们提供了丰富的电子结构信息,合理地阐述了为什么超导序和反铁磁有序在这个材料中能够共存,并为它们的竞争行为给出了解释。此外,我们对NaFe0.9825Co0.0175As样品的三维费米面上的超导能隙结构进行了详细扫描,发现它的超导能隙分布在布里渊区中心各向同性而在布里渊区顶角呈现强的各向异性。对此我们进行了讨论分析,认为这种奇特的能隙分布行为是共存态下SDW序作用的结果,而且很好地符合之前的理论计算结果。这些实验结果为铁基高温超导中的s±波超导配对机制的理论提供了实验支持,也为进一步理解磁性在非传统超导体中的作用提供了重要的信息。该结果发表在Phys. Rev. X 3, 011020 (2013)上。


NaFe0.9825Co0.0175As二维布里渊区不同费米面上的超导能隙分布。