Unconventional superconducting gap in NaFe$_{0.95}$Co$_{0.05}$As observed by angle-resolved photoemission spectroscopy
Z. -H. Liu, P. Richard, K. Nakayama, G. -F. Chen, S. Dong, J. -B. He, D. -M. Wang, T. -L. Xia, K. Umezawa, T. Kawahara, S. Souma, T. Sato, T. Takahashi, T. Qian… 展开作者
Z. -H. Liu, P. Richard, K. Nakayama, G. -F. Chen, S. Dong, J. -B. He, D. -M. Wang, T. -L. Xia, K. Umezawa, T. Kawahara, S. Souma, T. Sato, T. Takahashi, T. Qian, Yaobo Huang, Nan Xu, Yingbo Shi, H. Ding, S. -C. Wang
我们对超导电子掺杂NaFe $_{0.95}$ Co $_{0.05}$ As（$T_{c}\sim$ 18 K）进行了高分辨角分辨光电子能谱测量。我们观察到在带中心附近有一个类空穴费米面，在M点附近有两个类电子费米面，它们可以通过$Q=(π, π)$波矢连接起来，这表明近嵌套费米面上的散射对这种“111”型超导体的超导电性很重要.在$T_c$以下的所有三个费米面上观察到具有尖锐相干峰的近各向同性超导带隙。在通过$T_c$增加温度时，带隙尺寸几乎没有变化，而相干性消失。观察到的所有频带的大比例的$2Δ/k_{B}T_{c}\sim8$，表明在这个系统中的强耦合。这些结果是不期望从一个经典的声子介导的配对机制。
英文摘要：
We have performed high resolution angle-resolved photoemission measurements on superconducting electron-doped NaFe$_{0.95}$Co$_{0.05}$As ($T_{c}\sim$18 K). We observed a hole-like Fermi surface around the zone center and two electron-like Fermi surfaces around the M point which can be connected by the $Q=(π, π)$ wavevector, suggesting that scattering over the near-nested Fermi surfaces is important to the superconductivity of this "111" pnicitide. Nearly isotropic superconducting gaps with sharp coherent peaks are observed below $T_c$ on all three Fermi surfaces. Upon increasing temperature through $T_c$, the gap size shows little change while the coherence vanishes. Large ratios of $2Δ/k_{B}T_{c}\sim8$ are observed for all the bands, indicating a strong coupling in this system. These results are not expected from a classical phonon-mediated pairing mechanism.
Evolution of band structure from optimally doped to heavily overdoped Co-substituted NaFeAs
用角分辨光电子能谱研究了NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As从最佳掺杂超导化合物（$x=0.028$）到重过掺杂非超导化合物（$x=0.109$）的电子结构。与“122”型铁磷属元素化合物的情况类似，我们的数据表明，在NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As中的Co掺杂提供了额外的载流子，并相应地移动了费米能级。在$x=0.109$化合物中，围绕带中心$Γ$的空穴状带移动到更深的结合能，而出现电子口袋。在整个掺杂范围内，我们研究的整体能带重整化基本上保持不变，这表明局部磁/电子相关性不受载流子掺杂的影响。我们推测，流动载流子的巡游特性和局域相互作用之间的平衡可能对超导性起着重要的作用。
Electron doping evolution of the neutron spin resonance in NaFe$_{1-x}$Co$_{x}$As
中子自旋共振，一种与超导性相耦合的集体磁激发，是包括氧化铜、铁磷属元素化物和重费米子在内的广泛的非常规超导体家族所共有的最突出的特征之一。在这项工作中，我们研究的掺杂演变的共振NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As覆盖整个超导圆顶。对于欠掺杂的组合物，两种共振模式共存。随着掺杂的增加，低能量共振逐渐失去其光谱权重的高能量，但仍然在相同的能量。相比之下，在过掺杂状态中，我们仅发现一个单一共振，其在能量和动量两者中获得更宽的宽度，但即使当与最佳掺杂相比$T_c$下降近一半时也保持大致相同的峰位置。这些结果表明，电子过掺杂NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As的共振能量既不与$T_c$成简单的正比，也不与超导能隙成简单的正比，而是受系统的多轨道特性和掺杂杂质散射效应的控制.
Observation of unconventional band topology in a superconducting doped topological insulator, Cux-Bi2Se3: Topological Superconductor or non-Abelian superconductor?
最近发现掺铜的拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$在冷却时经历超导转变，这提高了它是第一个已知的“拓扑超导体”或实现新的非阿贝尔超导状态的可能性。它的真正性质取决于关键的体和表面状态带拓扑结构。我们提出了第一个光电子能谱的结果，通过检查在许多不同的铜掺杂值的能带拓扑，我们发现，拓扑保护的自旋螺旋表面状态保持良好的保护和分离的费米能级，其中铜配对发生在最佳掺杂的拓扑绝缘体的体狄拉克带。铜的加入导致非线性电子掺杂和强重整化的拓扑表面态。这些极不寻常的观测结果强烈地表明，在Cu $_x$ Bi $_2$ Se $_3$的拓扑表面上的超导性不能是任何常规类型的一般拓扑理论。首次报道了三维体狄拉克能带结构的超导掺杂态和拓扑不变性质，这将有助于为这种新型超导体制定一个具体的理论。
Electronic structure of Bi2Te3/FeTe heterostructure: implications for unconventional superconductivity
利用分子束外延技术在SrTiO_3衬底上制备了由拓扑绝缘体Bi_2 Te_3和铁硫属化物FeTe组成的异质结构，并对其进行了角分辨光电子能谱分析。这个系统最近被发现显示出超导性，尽管每个组成材料的非超导性质。当FeTe与Bi_2Te_3的两个五重层界面时，我们发现Bi_2Te_3的Dirac-cone表面态向更高的结合能移动，而来自FeTe的费米能级处的类孔带向更低的结合能移动。这表明，电子电荷转移发生从FeTe的Bi 2 Te 3通过界面。目前的结果指出空穴掺杂的FeTe界面的非常规超导电性的发生的重要性。
Unconventional superconductivity in the BiS$_2$-based layered superconductor NdO$_{0.71}$F$_{0.29}$BiS$_2$
我们研究了最近发现的BiS $_2$基超导体之一，NdO $_{0.71}$ F $_{0.29}$ BiS $_2$（$T_c$ $\sim$ 5 K）的超导带隙各向异性，使用基于激光的角分辨光电子能谱。先前发现的高$T_c$超导体如铜氧化物和铁基超导体（其被认为具有非常规超导机制）在其导带中具有$3d$电子，而BiS $_2$基超导体的导带主要由Bi 6 $p$电子组成，因此可以预期常规超导机制。与此相反，我们观察到一个强各向异性的超导带隙。这一结果强烈地表明NdO $_{0.71}$ F $_{0.29}$ BiS $_2$的配对机制是非常规的，我们将观察到的各向异性归因于竞争或合作的多重配对相互作用。
Observation of Two-Dimensional Bulk Electronic States in a Superconducting Topological Insulator Heterostructure Cux(PbSe)5(Bi2Se3)6: Implications for Unconventional Superconductivity
我们对Cux（PbSe）5（Bi 2Se 3）6（CPSBS; x = 1.47）（一种由拓扑绝缘体异质结构衍生的超导体）进行了角分辨光电子能谱（ARPES），以阐明与可能的非常规超导电性发生相关的电子态。当Cu嵌入到母体化合物（PbSe）5（Bi 2Se 3）6中时，我们观察到由于电子掺杂导致的体导带的明显能量偏移。CPSBS的光子能量相关的ARPES测量表明，所观察到的体带形成一个圆柱形的类电子费米面的布里渊区中心。体电子态的二维性质表明奇宇称Eu配对或偶宇称d波配对的发生，这两者都可以在超导态中提供马约拉纳束缚态的平台。
Topological nodal $i$-wave superconductivity in PtBi$_2$
Leibniz Institute for Solid State and Materials Research（莱布尼茨固体和材料研究所）；TU Dresden（德累斯顿工业大学）；S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N.玻色基础科学国家中心）；Kyiv Academic University（基辅学术大学）；Institute of Theoretical Physics, TU Dresden（德累斯顿工业大学理论物理研究所）
Small and nearly isotropic hole-like Fermi surfaces in LiFeAs detected through de Haas van Alphen-effect
LiFeAs是砷基铁磷族化合物超导体中唯一一种不具有磁有序性的近化学计量比化合物。这与电子结构计算不一致，电子结构计算和一个非常稳定的磁性状态，并预测圆柱形的空穴和电子状费米表面片，其几何形状表明自旋波动和嵌套矢量处可能的长程有序不稳定性。事实上，一个复杂的磁性相图中确实观察到的同构NaFeAs化合物。先前的角分辨光电发射（ARPES）实验揭示了空穴和类电子表面的存在，但具有相当不同的横截面积，并且没有嵌套，这被认为是支撑超导体的pnictide家族中的磁序和超导性。这些ARPES观测结果受到了随后的de Haas van Alphen（dHvA）测量的挑战，该测量检测到了一些与原始能带计算大致一致的电子状费米表面片。在这里，我们展示了一个详细的dHvA研究揭示了额外的，小的和几乎各向同性的费米表面片在LiFeAs单晶，这应该对应于孔状轨道，如先前观察到的ARPES。因此，我们的研究结果调和了ARPES和以前的dHvA结果之间的明显差异。这些费米表面口袋的小尺寸表明在LiFeAs的电子相关性的突出作用。间隙节点的情况下，结合准二维和三维费米表面的共存，有利于LiFeAs的s波配对对称性。但是LiFeAs和LiFeP之间类似的类电子费米面结合非常不同的空穴袋，表明LiFeP的能隙函数中的节点可能位于空穴袋上。
Observation of an Orbital Selective Electron-Mode Coupling in Fe-Based High-$T_c$ Superconductors
我们对新超导体Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$ As $_2$在低能区进行了角分辨光电子能谱研究。我们报道了在超导Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$ As $_2$样品中观察到的25 meV附近的色散异常，该异常在$T_c$以上几乎消失。相关模式的能量标度（13 $\pm$ 2 meV）及其对轨道和温度的强烈依赖性表明它不太可能与声子有关。此外，扭结的动量位置可以通过反铁磁波矢连接。我们的结果指出了铁基超导体中的模式和超导配对的非常规电子起源，并强烈支持反相s波配对对称性。
Emergence of Superconductivity from Fully Incoherent Normal State in an Iron-Based Superconductor (Ba$_{0.6}$K$_{0.4}$)Fe$_2$As$_2$
在非常规超导体中，一般认为理解正常态的物理性质是理解超导机制的先决条件。在传统的超导体如铌或铅中，正常状态是费米液体，具有明确的费米表面和沿着费米表面的明确准粒子。在这种情况下，超导电性是通过超导态的费米表面不稳定性以及电子对（库珀配对）的形成和凝聚来实现的。另一方面，高温铜氧化物超导体代表了另一种极端的情况，即超导性可以在欠掺杂区域中实现，在欠掺杂区域中既没有由于赝能隙形成而定义良好的费米表面，也没有正常状态下的波腹区域附近的准粒子。在这里，我们报告了一个新的情况下，超导实现系统具有明确的费米面，但没有准粒子沿费米面在正常状态。对最佳掺杂的铁基超导体（Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$）Fe $_2$ As $_2$进行了高分辨率的激光角度分辨光电子能谱测量。我们发现，虽然尖锐的超导相干峰出现在超导态的类孔费米面片，没有准粒子峰存在于正常状态。它的电子行为强烈偏离费米液体系统。这种系统的超导能隙表现出不寻常的温度依赖性，在超导状态下它几乎是一个常数，并在T $_c$突然关闭。这些观察为研究非费米液体系统中的非常规超导性提供了新的平台。
Observation of Fermi-surface-dependent anisotropic Cooper pairing in kagome superconductor CsV3Sb5
The University of Tokyo（东京大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Yangtze Delta Region Academy of Beijing Institute of Technology（北京理工大学长三角研究院）
