《122類鐵基超導體中的序競爭和臨界現象》是依託中國科學技術大學，由王景擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：122類鐵基超導體中的序競爭和臨界現象
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王景
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鐵基超導體是目前凝聚態領域最廣泛關注和研究的領域之一，在過去的七年裡，人們對它進行了非常廣泛、深入的實驗和理論研究。儘管人們已經在鐵基超導體的實驗和理解探索中取得了很多成果，但包括超導電性的微觀物理機制等很多問題依然不是完全清楚的。原因是多方面的，比如鐵基超導體通常是多帶體系，存在多個費米面，更為重要的是鐵基超導體的相圖非常複雜, 隨著摻雜濃度和溫度的變化，鐵基超導體可能存在SDW、nematic以及超導相等。這些不同的相之間不是獨立的，在零溫的基態，基於量子漲落的效應，它們的相互作用和相互轉化會導致很多奇異的物理行為。研究這些序之間的競爭以及對可觀測物理量的影響有重要的科學意義。本項目計畫研究122鐵基超導體中超導、SDW以及nematic序的相互競爭現象。首先，建立這些序競爭的有效場論模型，然後利用量子多體理論以及重整化群等解析和數值計算的方法系統、深入地研究相關物理現象和臨界行為。
結題摘要
2008年鐵基超導體的發現，吸引了人們的廣泛關注和深入研究，但超導電性的微觀物理機制等很多基本問題至今依然未完全清楚。其原因是多方面的，比如鐵基超導體通常是多帶體系，存在多個費米面；更為重要的是鐵基超導體的相圖非常複雜, 隨著摻雜濃度和溫度的變化，鐵基超導體可能存在自旋密度波（SDW）、向列（nematic）、超導（SC）等多種相。這些相之間不是獨立的，而是可以相互競爭和轉化的。在零溫的基態，基於量子相變點的量子漲落效應，它們之間的相互競爭可能會誘發有限溫區域的很多奇異物理行為。因此，序競爭對相圖的形成有重要的作用。為初步探索nematic、SDW和SC序參量競爭的物理效應，在本項目的資助下，我們以122類鐵基超導體為研究對象，主要完成了以下研究內容。首先，在充分考慮122類體系的低能特徵的情況下我們構建了包含nematic和SC等序參量的有效場論模型，並運用該模型分別研究了同位素(BaFe2(As1−xPx)2)和電子型(Ba(Fe1−xCox)2As2)摻雜體系的nematic量子相變點序競爭效應。我們發現在該相變點附近的超流密度和超導臨界溫度被強烈壓制，同時nematic臨界線斜率為正，即出現reenterance現象，這些結果均與相關實驗定性符合。其次，我們還將以上低能有效模型推廣至空穴型摻雜的Ba1−xKxFe2As2體系，並初步探索了SDW量子相變點的序競爭對相圖有限溫區域的貢獻。與同位素和電子型摻雜體系相比，我們發現空穴型體系的SDW相變點的序競爭同樣不利於超流密度和SC臨界溫度，但nematic臨界線在超導臨界溫度以下的斜率轉為負，即無reenterance現象，此外在相圖的低溫區域只有電荷自旋密度波這一種SDW是穩定的，以上相關結果與最近的實驗也符合得很好。最後，我們把以上方法拓展到了狄拉克半金屬和二次型能帶交叉體系，並詳細研究了其低能區域的相變問題。 總的來說，這些結果對理解122類鐵基超導體相圖中的若干奇異行為有重要幫助和促進作用。我們相信，本項目發展的相關方法作一定的推廣也可以研究其他類型的鐵基超導體，進而對鐵基超導體微觀理論的研究產生積極的科學意義。
