2008年发现的铁基超导体其超导转变温度最高可达55K,是继1986年发现的铜氧化物高温超导体之后发现的第二类新的高温超导体系。它的发现,为高温超导电性的研究开辟了一个新的方向。与铜氧化物高温超导体的研究类似,铁基超导体研究的核心问题是理解其高温超导电性产生的机理。对材料电子结构的研究是理解材料的宏观物理性质尤其是超导电性的关键。角分辨光电子能谱技术则是探测材料电子结构的最直接和最有力的实验手段。

  中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)超导国家重点实验室周兴江研究组和其他研究组合作,利用自主研制的高分辨率角分辨光电子能谱系统,对铁基超导体的电子结构及超导能隙对称性展开了一系列研究,取得了一些重要进展。

  铁基超导体发现后不久,他们率先研究了铁基超导体的能带结构和费米面。在角分辨光电子能谱对(Sr,K)Fe2As2 超导体的测量中[Haiyun Liu et al., Phys. Rev. B 78, 184514(2008)],他们最早报道了铁基超导体的能带结构具有重整化效应,即实验测量的能带宽度与能带计算的结果相比表现出2~3倍的变窄。同时,他们还首先观察到了在M点附近出现的奇特的费米面拓扑形状,存在两个类似于狄拉克椎(Dirac cone-like)结构的亮点(strong spots)。这些结果,不能用简单的能带计算来描述和理解。