超导材料因其在低温下无电阻的特性,广泛应用于磁共振成像(MRI)、粒子加速器、电力输送等领域。近年来,随着新型铁基超导体的研究深入,科学家们发现,这些材料中的电子结构和配对机制可能与传统超导体有所不同。特别是,在一些非常规超导体中,电子不仅会发生配对,还会表现出各向异性的特性,其中“涅梅蒂性”成为了一个重要的研究方向。涅梅蒂性是指固体中的电子自发地打破旋转对称性,但保持平移对称性,这种现象通常伴随着超导性的形成。
与传统的超导材料相比,铁基超导体表现出更为复杂的行为。特别是FeSe1−xSx家族超导体,它提供了一个独特的机会来研究涅梅蒂性对超导性的影响。在这些材料中,涅梅蒂相和磁性相的分离使得研究者能够更加清晰地探讨涅梅蒂波动对超导性的促进作用。然而,由于涅梅蒂性与其他自由度(如磁性和电荷有序)交织在一起,导致目前对于涅梅蒂性与超导性之间的关系尚无明确的实验验证。
鉴于此,美国耶鲁大学(Yale University)Pranab Kumar Nag, Kirsty Scott,Eduardo H. da Silva Neto等的研究取得了新的进展。研究团队通过扫描隧道显微镜(STM)和扫描隧道谱(STS)技术,测量了该材料超导间隙的动量结构。结果显示,接近量子临界点的FeSe0.81S0.19超导体的超导间隙具有明显的各向异性,并且在一个与Fe-Fe方向旋转45度的方向上出现了深度最小值。这一结果与基于自旋波动的超导配对理论预测不符,但与涅梅蒂波动介导的超导性理论预测一致,表明FeSe1−xSx超导体中超导配对机制在跨越相图时发生了变化。
该团队的研究为揭示超导性如何受到涅梅蒂波动调控提供了关键证据。通过将硫替代硒,研究者成功压制了FeSe1−xSx的涅梅蒂相,并在接近量子临界点的区域,找到了具有各向异性且接近节点的超导间隙结构。这一发现不仅为研究涅梅蒂性在铁基超导体中的作用提供了新的思路,也为未来开发由涅梅蒂波动调控的超导材料提供了理论依据。