在铁基超导相图中，超导经常存在于晶格四方相和正交相的相界线消失点附近。由于这种共性的存在，一种只有四重到二重的旋转对称性破缺但无晶格平移对称性破缺的向列序相被广泛研究。在这些研究中，向列序自发发生温度Tnem ，特别是Tnem 等于还是高于正交结构相变温度Ts是被关注的重点。
最近，量子物质科学协同创新中心、北京大学量子材料科学中心李源研究员及其直博生任霄，本科生段炼，胡毓文，李佳睿在《物理评论快报》 （Physical Review Letters 115, 197002 (2015)）中发表题为“Nematic Crossover in BaFe2As2 under Uniaxial Stress”的文章。该项工作与美国Rice大学以及中科院物理所戴鹏程研究组合作完成，并由其提供高质量的BaFe2As2单晶样品。李源研究组通过运用高分辨率拉曼光谱仪系统的测定加压以及不加压BaFe2As2单晶中Eg声子峰宽随温度的变化行为，得出以下结论：（1）在兆帕量级下，适度的轴向压会将在Ts 温度发生的结构相变转变为延伸到Ts温度以上很大范围的crossover现象；（2）在名义上不加压的样品中存在的难以避免的兆帕量级的残应力会引起和上述（1）中一样的crossover现象，并且这种现象会容易被误认为是在结构相变温度Ts以上产生的独立相变。以上结果表明，BaFe2As2单晶在结构相变温度Ts以上的温度范围内不存在一个真正的相变。
与以往需要通过额外加压力的方式得到单筹晶体来研究铁基超导材料向列序发生温度的实验不同的是，李源研究组首次采用拉曼光谱的方法详细研究向列序边界点问题。这种方法可以在不依赖于单筹晶体的前提下直接探测自发的点群对称性破缺。此项工作有力的印证了来自于额外的或者是样品中自身残存的压力确实对结构相变温度以上发生的四重对称性破缺有着不可忽略的影响，同时也表明，在铁基超导相图中真正的向列序转变只有一个。
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| 图注： 拉曼光谱仪可以在不依托单筹样品的基础上直接探测点群的对称性破缺。上图表明在轴向压作用下，BaFe2As2的Eg声子在结构相变温度Ts附近有着显著的改变。这和通常所认为的压力只是对样品进行了简单的退筹而没有改变样品中物理性质这一假设是相违背的。图中观察到的现象在极化场作用下由一个窄的相变演变成一个宽的crossover的过程中经常发生。 |
上述研究得到国家自然科学基金以及国家重大科学研究计划的经费支持。
