鐵基超導(dǎo)體和拓?fù)浣^緣體是近年來(lái)凝聚態(tài)物理研究的熱點(diǎn)問題。鐵基超導(dǎo)體是非常規(guī)超導(dǎo)體，不同于傳統(tǒng)的電聲耦合機(jī)制的BCS超導(dǎo)體，其超導(dǎo)配對(duì)機(jī)制的解釋仍然是凝聚態(tài)物理理論的一個(gè)難點(diǎn)；同時(shí)，不同于單帶的銅基非常規(guī)超導(dǎo)體，鐵基超導(dǎo)體的多帶特性使其具有更豐富的電子結(jié)構(gòu)。拓?fù)浣^緣體的發(fā)現(xiàn)突破了人們對(duì)絕緣相的認(rèn)識(shí)，這類材料的體態(tài)為絕緣態(tài)，但在表面或界面上存在導(dǎo)電的金屬態(tài)。同樣地，拓?fù)浣^緣體具有復(fù)雜的電子結(jié)構(gòu)，其拓?fù)湎嗟某霈F(xiàn)通常會(huì)伴隨著能帶的反轉(zhuǎn)。但是，過(guò)去幾年間，人們沒有發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)特性有可能共生。近來(lái)，實(shí)驗(yàn)上制備了生長(zhǎng)在SrTiO3Nb:SrTiO3/KTaO3，Nb:BaTiO3/KTaO3等襯底的單層FeSe異質(zhì)結(jié)，大大拓展了人們對(duì)鐵基超導(dǎo)體復(fù)雜電子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。和具有較低超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的體材料相比，在單層FeSe異質(zhì)結(jié)中除了觀測(cè)到轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)65K的超導(dǎo)相，另一顯著的特點(diǎn)就是單層FeSe的電子結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，具體表現(xiàn)為：在布里淵區(qū)Γ點(diǎn)附近的空穴型費(fèi)米面會(huì)湮沒到費(fèi)米能級(jí)以下，M點(diǎn)附近有一個(gè)新的帶隙出現(xiàn)，并且該帶隙的大小隨著不同的襯底可以調(diào)節(jié)。

　　為了理解FeSe這種電子結(jié)構(gòu)的變化，最近，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（籌）凝聚態(tài)理論與材料計(jì)算實(shí)驗(yàn)室胡江平研究員和博士后郝寧寧通過(guò)晶體對(duì)稱性分析和基于d-p軌道雜化的微觀分析給出了體態(tài)FeSe到單層FeSe的電子結(jié)構(gòu)演化圖像，這種襯底對(duì)電子結(jié)構(gòu)的重正化圖象符合近來(lái)實(shí)驗(yàn)上的對(duì)不同襯底系統(tǒng)化研究所得到的結(jié)果。他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)M點(diǎn)附近這個(gè)可以被襯底調(diào)制的新帶隙具有和d軌道內(nèi)稟的自旋軌道耦合相同的量級(jí)時(shí)，M點(diǎn)的能帶可以發(fā)生反轉(zhuǎn)，體系會(huì)發(fā)生拓?fù)湎嘧�。該研究結(jié)果首次提出了拓?fù)湫再|(zhì)在鐵基超導(dǎo)材料中的可能體現(xiàn)。此外，該研究工作為人們理解單層FeSe中為什么會(huì)有如此高的轉(zhuǎn)變溫度提供啟示，并建議一個(gè)新的可能的體系來(lái)實(shí)現(xiàn)Majorana費(fèi)米子的鐵基材料版本。這一成果發(fā)表于近期出版的Phys. Rev. X 4, 031053 (2014)。

單層FeSe中兩種可能的電子結(jié)構(gòu)，一種拓?fù)淦接�，一種拓?fù)浞瞧接埂?/p>