【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，上海交通大學(xué)李政道研究所青年學(xué)者袁凡奇團隊在Physical Review Research上以Letter形式發(fā)表題為 “Multiband superconductors under magnetic fields: Fractional vortices and Ising superconductivity” 的研究論文，在理論上研究了多帶超導(dǎo)體在磁場下的性質(zhì)，重點關(guān)注面外磁場導(dǎo)致的分數(shù)渦旋(fractional vortices)和面內(nèi)磁場相關(guān)的伊辛超導(dǎo)性(Ising superconductivity)。該理論對于研究鐵基超導(dǎo)材料例如Ba1-xKxFe2As2的渦旋束縛態(tài)和面內(nèi)臨界磁場具有重要意義。
近年來，李政道研究所的實驗團隊對鐵基超導(dǎo)材料Ba1-xKxFe2As2的性質(zhì)展開了豐富的研究[例如Quanxin Hu et al., Nat. Comm. 16, 253 (2025); Yu Zheng et al., arXiv:2407.18610]。作為一個多帶超導(dǎo)體，關(guān)于Ba1-xKxFe2As2的電子能帶模型和超導(dǎo)配對分類還是不夠系統(tǒng)和完整。袁凡奇理論研究團隊依據(jù)已知的實驗測量結(jié)果例如ARPES等，對于Ba1-xKxFe2As2的二維表面層提出了d軌道三帶模型(圖一)，并對其可能的在位(on-site)超導(dǎo)配對做了對稱性分類。
圖一 二維鐵基超導(dǎo)體的d軌道三帶模型
基于這個d軌道三帶模型，袁凡奇團隊計算了分數(shù)渦旋的束縛態(tài)(圖二)，與李政道研究所實驗團隊的測量結(jié)果(Yu Zheng et al., arXiv:2407.18610)很好的符合。另外，他們理論計算了面內(nèi)臨界磁場，并發(fā)現(xiàn)其會超過泡利極限，從而預(yù)言了該體系的伊辛超導(dǎo)性。
圖二 d軌道三帶模型的分數(shù)渦旋束縛態(tài)
上海交通大學(xué)李政道研究所博士后籍海嬌為文章的第一作者，青年學(xué)者袁凡奇為通訊作者。本工作得到國家自然科學(xué)基金面上項目的資助，并得到了李政道研究所博士后胡全欣，青年學(xué)者呂佰晴和李政道講席教授丁洪的幫助和討論，在此深表感謝。
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