新闻网讯（通讯员 罗永康）5月31日，《物理评论X》（Physical Review X）在线刊发了国家脉冲强磁场科学中心罗永康教授题为“Normal state¹⁷O NMR studies of Sr₂RuO₄under uniaxial stress”的论文。该成果由罗永康教授与美国加州大学洛杉矶分校Stuart Brown教授、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室Eric Bauer研究员、美国海军研究实验室Igor Mazin研究员、德国德累斯顿马普所Clifford Hicks和Andy Mackenzie等多人合作完成，罗永康教授为论文第一作者和通讯作者。

Sr₂RuO₄是近25年来的一个十分有名的超导体，一度被认为是具有奇对称、自旋三重态配对等特性的非常规超导体的代表。尽管它具有和铜氧化物超导体相同的晶体结构，但其超导临界温度却要低1-2个数量级。自从1994年Y. Maeno发现它的超导电性（T_c=1.5K）以来，理论物理学家根据其对称性及Ru⁴⁺电子的晶体场能级推断它的超导电性可能类似于³He超流，即具有奇对称、自旋三重态。实验上，早期的核磁共振（NMR）和极化中子散射发现其超导相变前后没有自旋磁化率的变化；同时，µ介子自旋旋转（μSR）和克尔效应测量表明其超导态存在自发的时间反演对称性破缺。综合这些实验现象，具有手性的p波超导配对似乎是最有可能的超导序参量，即d=z(k_x±ik_y)。

然而，也有不少实验对此提出挑战。比如，最近德国马普所的Hicks等人通过单轴应变调控发现，当T_c增加到3.5K时，由第一性原理计算推测该体系可能趋近于一个范霍夫奇点（vHs），导致它的态密度发散性增强，并且在小应变下T_c变化平缓，不符合手性p波序参量在应变下该有的行为。因此，当T_c达到3.5K时，Sr₂RuO₄体系是否符合范霍夫奇点还需要通过块体的、局域的实验来验证，而NMR测量正是符合这类条件的实验。

该研究中，罗永康教授和合作者通过对Sr₂RuO₄进行¹⁷O NMR测量，发现所有O位置的奈特位移数值在应变下都明显增大，符合范霍夫奇点的特征。这个研究虽然是在正常态进行，但对研究Sr₂RuO₄的超导电性具有一定的启发性：一方面，从态密度角度看，自旋单态配对下T_c受态密度影响更大；而另一方面，由于范霍夫奇点同时也会增加Stoner因子，即体系趋近于铁磁不稳定性，从而增强了自旋三态的配对强度。该研究从实验上证实了Sr₂RuO₄中的范霍夫奇点，但要进一步揭示这种材料在应变下的超导配对性，还需要在更低温度即T_c以下进行更直接的测量（后续工作见arXiv:1904.00047）。

图1 上图所示为单轴应变下NMR测量装置。下图所示为应变下Sr₂RuO₄的费米面结构，其体系态密度在趋近于范霍夫奇点时呈发散性增加。

图2 应变下¹⁷O核磁共振的核磁共振图谱。图中所示为¹⁷O的-1/2↔1/2核激发跃迁峰。左图为B//b,右图为B//c。

罗永康教授是我校国家脉冲强磁场科学中心2018年新引进的优秀青年人才，主要从事凝聚态物理（实验）研究，在强关联电子系统、非常规超导、拓扑材料、量子相变及量子临界点等领域取得了系列重要成果，已在Nature Materials、PNAS、PRL等高水平期刊发表论文60余篇。

论文链接：https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.9.021044