推荐国家自然学奖项目公示.PDFVIP

推荐国家自然科学奖项目公示 项目名称 铁基超导体的电子结构和磁性质的理论研究 推荐单位 教育部 推荐单位意见： 我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合 国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。 卢仲毅教授主要从事凝聚态系统电子结构计算方法及分子动力学模拟方法的发展和应 用。长期以来，他在凝聚态物理强关联系统和材料结构与特性两个前沿研究领域取得了一系 列有国际影响的重要研究成果。 自2008年新的铁基高温超导材料发现以来，该材料奇异物理性质的研究成为国际凝聚态 物理研究的热点之一。卢仲毅教授和合作者在该领域做出了多项开创性的国际领先的重要研 究成果。这些研究成果澄清了铁基超导体的母体以及其电子结构和磁结构及磁相互作用机理。 这对铁基高温超导体中电子配对的本质和动力学机理的研究提供了基础和帮助。他与合作者 在铁基超导体研究方面发表SCI论文35篇，这些论文被他人引用1377次，其中8篇代表论文他 人引用639 次。因这些开创性的工作，卢仲毅教授荣获香港大学2010 年度‘Daniel Tusi Fellowship’ ，教育部2012年度长江学者特聘教授，2015年度中国物理学会叶企孙物理奖，和2015 年度教育部自然科学一等奖。此外，卢仲毅教授还是国家自然科学基金委2007年度数理学部 杰出青年基金获得者和2009年度国家新世纪百千万人才工程入选者。 对照国家自然科学奖授奖条件，推荐该项目申报 2016 年度国家自然科学奖二等奖。 项目简介： 铁基高温超导电性是凝聚态物理研究最为关切的热点之一。其核心是高温超导电子配对 的机理, 这也是量子多体理论研究中的一个基本问题。与铜氧化合物高温超导一样，铁基超导 也是通过对其母体掺杂实现的。这样要解决这个基本问题，首要澄清的是：铁基超导体母体 的基态是什么，是否具有磁或其它长程有序？如果具有磁性，磁性相互作用的机理是什么？ 我们自铁基超导体最初发现以来，一直围绕着这两个首要问题系统地开展理论研究，做出了 有国际影响的结果。主要的创新点有： 1）预言了铁基超导母体是反铁磁半金属，并被实验所证实，为铁基超导机理的研究提供了正 确的出发点。 铁基超导体发现的初期，由于样品质量不是很好，实验上没有发现任何磁有序的迹象。通 过理论计算，我们在国际上最早预言铁基超导体的母体是一个反铁磁半金属，随后被中子 散射实验所证实；基于此，进一步预言FeTe 的基态具有一种新型的双共线反铁磁长程序， 随后也被中子散射实验所证实；我们还预言三元铁硒超导体K Fe Se 的母体是反铁磁半 y 2-x 2 导体，并给出了在不同组分下磁有序的结构和电子结构，随后也分别被ARPES实验和中子 散射实验所证实。 2 ）提出砷或硒传递的反铁磁超交换作用是主要的磁相互作用，并提出反铁磁涨落是导致铁基 超导电子配对的主要原因，这已成为研究人员对铁基超导体磁机制的主要认识。 既然铁基超导的母体具有磁有序，那么磁相互作用产生的机理是什么？通过系统的计算和 理论分析，我们提出铁基超导体中磁性相互作用的本质是铁离子的涨落局域磁矩之间存在 通过砷或硒原子传递的超交换作用，这个图像也被称之为洪德耦合增强的磁交换机制，同 时提出相应的反铁磁涨落是引起铁基超导电子配对的主要原因。根据这个机制，人们可以 很好地解释我们预言的FeTe 的双共线反铁磁结构，也可以解释所有其它铁基超导母体中所 发现的磁性结构。在此基础上，我们提出了描述铁基超导电子相互作用的t-J -J -J 模型， H 1 2 这个模型在铁基超导的理论研究中得到广泛的应用。 我们