? ? 近日，中國(guó)人民大學(xué)物理系于偉強(qiáng)核磁共振研究組、Bruce Normand理論研究組，與韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)J. S. Kim材料研究組合作，利用固體核磁共振手段發(fā)現(xiàn)了欠摻雜Ba(Fe1-xRux)2As2高質(zhì)量單晶樣品中超導(dǎo)電性和反鐵磁序在微觀尺度共存的現(xiàn)象，闡明了Ru摻雜在BaFe2As2中引入配對(duì)載流子的微觀機(jī)理，為理解鐵基高溫超導(dǎo)材料機(jī)理提供了一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于2012年11月出版的《物理評(píng)論快報(bào)》（Phys. Rev. Lett. 109, 197002 (2012)）上。

? ? 鐵基高溫超導(dǎo)體母體是反鐵磁半金屬?；瘜W(xué)摻雜可以抑制其反鐵磁長(zhǎng)程序并誘導(dǎo)超導(dǎo)長(zhǎng)程序。盡管一些測(cè)量顯示這兩種互斥的長(zhǎng)程序在欠摻雜樣品中可能共存，但這種共存是真正意義上的微觀共存還是在樣品的不同相中各自獨(dú)立存在仍然是鐵基超導(dǎo)研究領(lǐng)域廣泛爭(zhēng)論的問(wèn)題。這對(duì)于理解超導(dǎo)配對(duì)機(jī)理有重要意義。核磁共振作為一種對(duì)超導(dǎo)電性和磁性均非常敏感的局域測(cè)量手段，非常適合研究此類(lèi)問(wèn)題。

? ? 最近，于偉強(qiáng)組博士研究生馬龍等首先通過(guò)縝密的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了樣品的均勻性，排除了兩種長(zhǎng)程序在不同相中獨(dú)立存在的可能性。在此基礎(chǔ)上，他們測(cè)試了樣品自旋晶格弛豫率與溫度的關(guān)系（1/T1T曲線）。如圖(a)所示，藍(lán)色曲線隨溫度降低出現(xiàn)了顯著的Curie-Weiss型上升，表明體系在該處存在一個(gè)反鐵磁相變。在反鐵磁臨界溫度（TN）以下，自旋漲落被逐漸抑制，曲線趨向常數(shù)。不過(guò)，該常數(shù)比母體材料的相應(yīng)結(jié)果（紅色曲線）要高約一個(gè)數(shù)量級(jí)，表明Ru摻雜產(chǎn)生了大量的巡游電子。當(dāng)溫度降低到超導(dǎo)臨界溫度（Tc）時(shí)，曲線開(kāi)始明顯下降。這表明巡游電子已經(jīng)開(kāi)始配對(duì)并打開(kāi)了超導(dǎo)能隙。

? ? 這項(xiàng)工作為Ba(Fe1-xRux)2As2欠摻雜樣品中超導(dǎo)電性和反鐵磁性的微觀共存提供了確鑿的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)，并為描述過(guò)渡金屬摻雜導(dǎo)致的超導(dǎo)行為和相共存現(xiàn)象提供了一些理論依據(jù)，有利于正確認(rèn)識(shí)自旋漲落和高溫超導(dǎo)機(jī)制的關(guān)聯(lián)。