【仪表网 研发快讯】近日，上海交通大学李政道研究所青年学者袁凡奇团队在Physical Review Research上以Letter形式发表题为 “Multiband superconductors under magnetic fields: Fractional vortices and Ising superconductivity” 的研究论文，在理论上研究了多带超导体在磁场下的性质，重点关注面外磁场导致的分数涡旋(fractional vortices)和面内磁场相关的伊辛超导性(Ising superconductivity)。该理论对于研究铁基超导材料例如Ba1-xKxFe2As2的涡旋束缚态和面内临界磁场具有重要意义。
近年来，李政道研究所的实验团队对铁基超导材料Ba1-xKxFe2As2的性质展开了丰富的研究[例如Quanxin Hu et al., Nat. Comm. 16, 253 (2025); Yu Zheng et al., arXiv:2407.18610]。作为一个多带超导体，关于Ba1-xKxFe2As2的电子能带模型和超导配对分类还是不够系统和完整。袁凡奇理论研究团队依据已知的实验测量结果例如ARPES等，对于Ba1-xKxFe2As2的二维表面层提出了d轨道三带模型(图一)，并对其可能的在位(on-site)超导配对做了对称性分类。
图一 二维铁基超导体的d轨道三带模型
基于这个d轨道三带模型，袁凡奇团队计算了分数涡旋的束缚态(图二)，与李政道研究所实验团队的测量结果(Yu Zheng et al., arXiv:2407.18610)很好的符合。另外，他们理论计算了面内临界磁场，并发现其会超过泡利极限，从而预言了该体系的伊辛超导性。
图二 d轨道三带模型的分数涡旋束缚态
上海交通大学李政道研究所博士后籍海娇为文章的第一作者，青年学者袁凡奇为通讯作者。本工作得到国家自然科学基金面上项目的资助，并得到了李政道研究所博士后胡全欣，青年学者吕佰晴和李政道讲席教授丁洪的帮助和讨论，在此深表感谢。
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