近藤绝缘体SmB6中的拓扑表面态--首个拓扑近藤绝缘体的实验证明
我们通过角分辨光电子能谱的实验测量手段，对SmB6进行了研究。我们首次在实验上观测到了这些存在于能隙中的态的色散，这些能隙态的色散几乎似乎线性的，在布里渊区中心Γ点形成一个很小的圆形电子口袋，在布里渊区边界X点构成一个较大的椭球形的电子口袋（如图1a,b,c所示）；我们改变了不同光子能量进行实验，发现这些能隙态在不同kz位置的色散行为几乎保持不变，说明了这些能态来源于表面态；同时，光电子能谱的圆二色性实验结果（图1d,e,f）表明这些能隙态的轨道角动量具有手性，从另一个角度揭示了这些能态的自旋也具有手性，表明这些态很有可能来源于拓扑表面态；最后，我们进行了变温实验，发现这些态在150K附近伴随着杂化能隙的闭合而消失，与SmB6是近藤绝缘体这个性质吻合。种种实验结果强有力地证明了SmB6是拓扑近藤绝缘体。我们的实验结果为大家理解SmB6反常的输运性质提供了一个平台，同时为进一步探索强关联材料中的拓扑性质提供了可能性，将发表在J. Jiang et al. Nature communications 4:3010 (2013). (doi:10.1038/ncomms4010)
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图1： SmB6能隙态的电子结构以及光电子能谱圆二色性实验结果
Ca10(Pt4As8)(Fe2As2)5电子结构
1. It's the only iron pnictide superconductor (Tc=22K) discovered so far that has only dxy hole pocket at the zone center.
2. It is also unique in the sense that its charge reservoir layer is metallic with a small Fermi surface. Read More...
去孪晶的FeTe单晶样品独特的电阻率面内各向异性的研究——洪特金属的一个依据
非常规超导电性的出现往往与一定的磁有序态有着密不可分的联系。铁基超导中的反铁磁基态破坏了体系的四度对称性，使体系进入了一个向列相，即二度对称性的相。这个向列相与铁基超导体中四方-正交结构相变紧密相连，引起了人们的广泛关注，研究这个相列相中的新奇的物理特性对于更好地理解铁基超导具有重要的意义。然而体系相变进入正交相时会天然形成一些孪晶的结构，使得实验测量的结果是不同方向孪晶的平均效应而不是样品本征的。但是实验上我们可以通过对样品进行机械加压的方式达到对样品进行去孪晶的效果，这样样品发生结构相变时，受压力的方向趋向于相变后的短边方向，即铁磁方向，而未受压力的方向成为相变后的长边方向，即反铁磁方向。这种实验手段已经被广泛地采用，并经实验验证具有很好的去孪晶的效果。
早前的研究主要集中在111,1111,122体系，但是对于这种相列性的来源到底是本征的还是杂质效应导致的仍旧存在争议。为了得到铁基超导体中向列相下电阻率各向异性的普适规律，我们首次研究了11体系的母体FeTe中电阻率的面内各向异性。实验采用了Montgomery方法测量电阻率，保证了两个方向的电阻率是在同一个压力下测得。为了尽可能地排除杂质效应的影响，我们同时研究了as-grown的样品和退火之后的单晶样品。值得注意的是，在FeTe单晶中，反铁磁方向的电阻率要大于铁磁方向的电阻率，这与之前111和122体系中的结果完全相反（图1）。虽然在FeTe单晶中我们发现了与其他铁基超导体截然相反的电阻率各向异性的行为，我们认为两者均来源于洪特定则耦合作用，只是在不同的极限条件下：铁磷族铁基超导体处在巡游的图像下，洪特定则耦合作用使得能带发生了重构从而导致了各向异性的电子结构；FeTe处在一个局域的图像下，洪特定则耦合作用使得电子沿着反铁磁方向的运动要受到阻力而沿着铁磁方向的运动不受任何阻力，这与锰氧化物中的双交换相互作用类似（图1）。我们的实验结果给出了铁基超导体中面内电阻率各向异性的一个普适解释，为我们更好地理解铁基超导体中的向列相提供了很好的平台。该结果发表在Phy. Rev. B 88, 115130(2013)上。
图1：as-grown和退火FeTe单晶的面内电阻率的各向异性以及其微观图像
对多带系统NiS2−xSex中带宽控制型Mott相变的直接观测
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
新奇铁基超导材料NaFe1-xCoxAs中各向异性但没有节点的超导能隙分布行为，数据表明这可能是由于超导与自旋密度波共存造成的。
Ref: Q. Q. Ge (葛青亲）et al. Phys. Rev. X 3, 011020 (2013).
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