KCa2Fe4As4F2是一类新近发现的铁基超导体，其能带结构非常复杂。研究人员利用多种测量方法，如扫描隧道显微镜（STM）、角分辨光电子能谱（ARPES）、μ子自旋共振（μSR）等，对该材料的超导机制进行了深入研究。然而，迄今为止，尚未就该材料的超导机制达成一致定论。这反映了该系统的复杂性，因此需要采用不同的技术手段对高质量样品进行全面研究。
近日，南京大学的闻海虎团队与中科院物理研究所的罗会仟团队合作，对系列镍掺杂的KCa2(Fe1-xNix)4As4F2单晶展开了深入研究。研究的重点在于利用比热这一体测量手段，探究该材料的能隙结构和配对对称性。
图1（a,b）KCa2(Fe1-xNix)4As4F2（x = 0, 0.05）电子比热系数随温度的变化关系及三带模型的拟合结果。
首先，研究团队观察到磁场诱导的零温比热系数随磁场先迅速增加，后上升缓慢，与传统s波超导体的线性关系不同，这表明该体系中可能存在着能隙极小值点。其次，为了得到该体系的电子比热信息，研究团队用高掺杂不超导的样品比热作为背景获得了超导样品电子比热的数据。超导样品的电子比热可以用三个超导能带的模型拟合，包括两个s波和一个具有大各向异性度的扩展s波。随着镍掺杂量的增加，样品Tc降低，但扩展s波的能隙值反而增加，这可能是由于电子掺杂扩大电子费米面造成的。此外，细致分析发现，不同掺杂样品的超导凝聚能正比于Tc的3.5次方，和其他铁基超导体类似，不能由BCS理论所理解，因而揭示其中超导的非常规特性。
这项工作于2024年1月10日发表在【Phy. Rev. B 109, 014506 (2024)】。该工作是闻海虎教授团队与中科院物理研究所罗会仟研究员、李世亮研究员团队合作完成。中科院物理研究所团队提供了高质量的单晶样品。文章第一作者是李易文；通讯作者是罗会仟研究员和闻海虎教授。该工作得到国家重点研发计划和自然科学基金等项目的支持，在此表示感谢。