鐵基超導體中磁性和超導電性機理理論研究

《鐵基超導體中磁性和超導電性機理理論研究》是依託煙臺大學，由蘇躍華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：鐵基超導體中磁性和超導電性機理理論研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蘇躍華
• 依託單位：煙臺大學

項目摘要

最近實驗上發現的鐵基高溫超導體，成為凝聚態物理中的一個重要研究課題。通過一年來的努力，物理學家積累了不少關於該系統的基本物理性質。但是，關於超導態配對對稱性和配對機制，反鐵磁長程式的物理起源，以及反鐵磁與超導的關係等基本問題，還需要大量的工作。目前，理論研究的出發點主要有兩類：一是基於巡遊電子的弱耦合物理圖像，二是基於局域磁矩的強耦合的物理圖像。這兩類基於不同出發點的理論，在實驗方面都受到了不少的挑戰。在本項目中，我們將通過綜合分析各類實驗數據，構建一個包含巡遊電子和局域磁矩的一個最小模型。通過對於該模型及其簡化模型的研究，我們將系統地研究鐵基超導體中的磁性動力學和超導態的配對對稱性等問題。

結題摘要

鐵基超導體研究的一個核心問題是超導配對對稱性及其配對機制。與之相關的一個基本問題是超導相是如何從正常態中產生的。鐵基超導體中與超導相臨近的正常態包括反鐵磁相（或者反鐵磁漲落區域）以及與晶格形變密切相關的Nematic相。目前，物理學家已經認識到，鐵基超導體中，電荷自由度、磁自由度、軌道自由度以及晶格自由度密切關聯在一起。該領域的一個基本問題是確定哪個自由度提供各類相變的基本驅動力。本項目的主要目標是研究軌道自由度及其相關物理效應。我們的主要研究內容包括：i）通過對稱性分析，給出一個FeAs4單元的所有正則運動模式，並給出Fe 3d電子的四極矩與這些正則運動模式的Jahn-Teller耦合相互作用；ii）考慮一個包括3dxz和3dyz兩軌道巡遊電子能帶、局域自旋和兩種特殊的正則運動模式的模型，我們研究了自旋RKKY和晶格局域形變RKKY相互作用，並分析了磁彈性相互作用；iii） 在平均場近似下，我們研究了包括3dxz和3dyz電子的兩軌道巡遊電子-J1-J2-JH-晶格模型中的磁、軌道和結構相變之間的關聯問題；iv）鐵基超導體中自旋-軌道耦合導致的1/T1T各向異性；v）鐵基超導體5軌道模型中，電子軌道自由度導致的磁回響的各向異性等；vi）我們還研究了其他幾個問題，包括與重費米子系統相關的一個量子相變、鐵基超導體中的熱力學性質等。目前，理論研究發現，與不同自由度驅動機制相關的能量尺度非常接近，因此，鐵基超導體的相變基本機制問題還需進一步的理論和實驗研究工作。