超导电性是基于两个电子形成库伯对来实现的,超导能隙的对称性对建立超导微观机理具有至关重要的作用。周兴江研究组与其他研究组合作,最先报道了铁基超导体的能隙结构。他们通过对最佳掺杂(Ba0.6K0.4)Fe2As2超导体的电子结构和能隙的测量[Lin Zhao et al., Chin. Phys. Lett. 25, 4402(2008)],发现超导能隙在费米面上基本上表现为各向同性,未观测到节点(超导能隙为零)的存在。并且,超导能隙和费米面相关,不同的费米面表现出不同大小的超导能隙。这些结果表明,铁基超导体的超导能隙与各向同性的s波一致,为铁基超导体超导对称性的确定提供了重要信息。

  铁基超导体的母体为反铁磁金属,超导电性是通过在母体中掺入载流子(电子或空穴)或施加外压力使反铁磁被抑制而实现。因此,研究从反铁磁母体到超导体的演变,以及反铁磁和超导的关系,对理解超导机理具有重要意义。周兴江研究组与其他研究组合作,对铁基超导体122系列的母体BaFe2As2进行研究[Guodong Liu et al., Phys. Rev. B 80, 134519 (2009)]。他们发现,在磁转变/结构转变前后, BaFe2As2的电子结构不是表现为简单的能带折叠(folding), 而是表现为剧烈的电子结构重组(reorganization),而且在磁有序态没有发现能隙的打开。由此他们明确地提出,BaFe2As2中的磁转变与通常的自旋密度波形成有显著的区别。在对铁基超导体1111系列母体CeFeAsO的研究中[Haiyun Liu et al., Phys. Rev. Lett. 105, 027001 (2010)],他们首次发现围绕布里渊区中心存在一个大的空穴型费米面,而能带结构计算没有预言此费米面的存在,表明在铁基超导1111体系中可能存在表面态。此外,在铁基超导体的母体中还第一次观察到色散扭折 (Kink)。