KCa2Fe4As4F2研究新进展: 强泡利顺磁效应

来源：中国科学杂志社

非常规超导体的晶体结构往往显著地影响甚至决定着其电子结构和超导行为。铁基超导材料中的12442体系具有独特的双FeAs层结构，自浙江大学曹光旱课题组发现以来，一直受到广泛关注（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 7856）。今年上半年，中科院上海微系统所的牟刚团队成功生长了高质量的KCa2Fe4As4F2单晶（J. Phys. Chem. C 2019, 123, 13925），为深入研究该体系的本征物理性质奠定了基础。最近，该团队在最高达50 T的强磁场下研究了该材料的上临界磁场行为，发现了很强的泡利顺磁效应。

KCa2Fe4As4F2的上临界磁场随温度的变化行为

研究相关的论文题为：“Strong Pauli paramagnetic effect in the upper critical field of KCa2Fe4As4F2”，发表在2020年第2期出版的SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy上，由中科院上海微系统所牟刚副研究员担任通讯作者撰写，博士生王腾为第一作者。

该项测量研究在武汉国家脉冲强磁场科学中心开展。如上图所示，面内上临界磁场（H//ab）随着温度的降低，表现出明显下弯的趋势，显著地偏离了只考虑轨道拆对效应的常规Werthamer-Helfand-Hohenberg（WHH）方程的预期（见图中的红色虚线）。在考虑了泡利顺磁效应和自旋-轨道散射的影响后，理论模拟的曲线可以较好地描述实验数据的走向（见图中的蓝色虚线），并且给出了非常大的Maki参数α = 9。该参数显著高于在铁基超导其他体系中观察到的结果，表明12442体系的面内上临界磁场显示出很强的泡利顺磁效应。 

这一研究结果为12442型铁基超导材料的磁场响应提供了重要信息。它对于人们了解该材料的上临界磁场行为，推进对铁基高温超导物理的理解，有着重要意义。

该项研究得到中科院青年创新促进会项目（Grant No. 2015187）、国家自然科学基金项目（Grant Nos. 11204338, 11704385, 11874359）以及中科院战略性先导科技专项（B类）（Grant No. XDB04040300）的资助。

文章信息：[点击下方链接或阅读原文]

Teng Wang, Chi Zhang, LiangCai Xu, JinHua Wang, Shan Jiang, ZengWei Zhu, ZhaoSheng Wang, JiaNan Chu, JiaXin Feng, LingLing Wang, Wei Li, Tao Hu, XiaoSong Liu, and Gang Mu, Strong Pauli paramagnetic effect in the upper critical field of KCa2Fe4As4F2, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 63, 227412 (2020), https://doi.org/10.1007/s11433-019-1441-4