近日,中國科大國家同步輻射實驗室吳自玉教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組和陳仙輝領(lǐng)導(dǎo)的小組利用X射線吸收譜學(xué),在三維原子尺度上研究了鐵基超導(dǎo)材料的同位素效應(yīng),取得了重要進展。這一成果發(fā)表在4月29日自然出版集團(NPG)的Scientific Reports(科學(xué)報告)上。
自2008年鐵基超導(dǎo)材料被發(fā)現(xiàn)以來,一直是凝聚態(tài)物理的重要研究熱點之一。然而對鐵基超導(dǎo)機制的理解存在著廣泛的爭議。繼我校陳仙輝教授研究組和吳自玉研究組利用Tc和磁測量首次發(fā)現(xiàn)鐵基超導(dǎo)材料的同位素效應(yīng)之后【Nature 459, 64-67 (2009)】,他們又利用新發(fā)展的同位素微觀效應(yīng)的溫度依賴EXAFS探測方法,研究了鐵基超導(dǎo)材料的同位素效應(yīng)的微觀機制。最新的研究指出,對于Ba0.6K0.4Fe2As2超導(dǎo)體,同位素摻雜對Fe-As和Fe-Fe的平均健長和靜態(tài)分布幾乎沒有影響,但調(diào)制它們的熱無序分布;通過關(guān)聯(lián)愛因斯坦模型可以精確獲取不同鐵同位素樣品的Fe-As和Fe-Fe特征振動頻率,從而測定了Fe-As和Fe-Fe局域晶格振動的同位素效應(yīng)因子。這種微觀方法測得的同位素效應(yīng)因子與電阻和磁化率測量的同位素指數(shù)基本相同,進一步表明電-聲子相互作用在Ba0.6K0.4Fe2As2的超導(dǎo)機制中扮演著重要作用。同時,F(xiàn)e-Fe和Fe-As振動分別分布于不同的垂直平面,它們幾乎有相當(dāng)?shù)耐凰匦?yīng),表明Ba0.6K0.4Fe2As2具有與銅基高溫超導(dǎo)材料不同的三維超導(dǎo)特性。
同步輻射光源具有高分辨率、高單色性、強穿透性、寬頻譜等優(yōu)異特性,已成為前沿科學(xué)研究的重要平臺。吳自玉研究組發(fā)展的一系列的基于同步輻射裝置的新方法和新技術(shù),可用于研究超導(dǎo)材料、磁性材料以及各種低維材料的微觀局域電子/ 原子結(jié)構(gòu)。
本項目獲得中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程和國家自然科學(xué)基金委的資助。
論文鏈接:http://www.nature.com/srep/2013/130429/srep01750/pdf/srep01750.pdf
(合肥同步輻射裝置信息員夏軼提供)