物理所丁洪最新Nature綜述：14年鐵基超導體

前言

超導性是一種非常普遍的現象，在冷卻到極低溫度的大多數金屬中都可以觀察到。根據著名的 Bardeen-Cooper-Schrieffer 理論，這種傳統超導體的普遍性以及相關的臨界溫度范圍很廣，很容易理解。然而，偶爾會發現非常規的超導體，例如鐵基材料，它們以意想不到的方式擴展和挑戰這種理解。在鐵基超導體的情況下，這包括多個原子軌道的存在可以在非常規超導性中表現出來的不同方式，從而產生具有相同主要配對機制的豐富的間隙結構景觀。此外，這些材料還有助于深入了解由Hund相互作用控制的不尋常金屬態、電子向列性的控制和機制、磁漲落和量子臨界性的影響，以及相關態拓撲的重要性。

今日美國明尼蘇達州明尼阿波利斯市明尼蘇達大學物理與天文學院Rafael M. Fernandes教授概述了關于Fe系超導體（FeSC）的眾所周知的內容，并提出了一系列開放的挑戰，這些挑戰對于理解其超導性的起源至關重要。即14 年以來，FeSC提供豐富且無與倫比的框架來評估相關性、非常規超導性、磁性、向列性、量子臨界性和拓撲之間的相互作用，但是盡管取得了重大進展，深刻的問題仍然存在并不斷出現。相關綜述論文以題為“Iron pnictides and chalcogenides: a new paradigm for superconductivity”發表在Nature上。

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圖文導讀

圖 1：一般結構和電子特性。

圖 2：電子相關性和軌道分化。

圖 3：磁性的雙重局部-流動性質

圖 4：電子向列順序及其與晶格的耦合。

圖 5：超導間隙結構和間隙對稱性。

圖 6：頻帶反轉和拓撲現象。

參考文獻：Fernandes, R.M., Coldea, A.I., Ding, H. et al. Iron pnictides and chalcogenides: a new paradigm for superconductivity. Nature 601, 35–44 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04073-2?