上海交大袁凡奇团队计算二维多带铁基超导体的分数涡旋束缚态并预言其伊辛超导性
- 2025/2/2 10:47:17 14822
- 来源：上海交通大学
【仪表网 研发快讯】近日，上海交通大学李政道研究所青年学者袁凡奇团队在Physical Review Research上以Letter形式发表题为 “Multiband superconductors under magnetic fields: Fractional vortices and Ising superconductivity” 的研究论文，在理论上研究了多带超导体在磁场下的性质，重点关注面外磁场导致的分数涡旋(fractional vortices)和面内磁场相关的伊辛超导性(Ising superconductivity)。该理论对于研究铁基超导材料例如Ba1-xKxFe2As2的涡旋束缚态和面内临界磁场具有重要意义。
近年来，李政道研究所的实验团队对铁基超导材料Ba1-xKxFe2As2的性质展开了丰富的研究[例如Quanxin Hu et al., Nat. Comm. 16, 253 (2025); Yu Zheng et al., arXiv:2407.18610]。作为一个多带超导体，关于Ba1-xKxFe2As2的电子能带模型和超导配对分类还是不够系统和完整。袁凡奇理论研究团队依据已知的实验测量结果例如ARPES等，对于Ba1-xKxFe2As2的二维表面层提出了d轨道三带模型(图一)，并对其可能的在位(on-site)超导配对做了对称性分类。
图一 二维铁基超导体的d轨道三带模型
基于这个d轨道三带模型，袁凡奇团队计算了分数涡旋的束缚态(图二)，与李政道研究所实验团队的测量结果(Yu Zheng et al., arXiv:2407.18610)很好的符合。另外，他们理论计算了面内临界磁场，并发现其会超过泡利极限，从而预言了该体系的伊辛超导性。
图二 d轨道三带模型的分数涡旋束缚态
上海交通大学李政道研究所博士后籍海娇为文章的第一作者，青年学者袁凡奇为通讯作者。本工作得到国家自然科学基金面上项目的资助，并得到了李政道研究所博士后胡全欣，青年学者吕佰晴和李政道讲席教授丁洪的帮助和讨论，在此深表感谢。
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