。超导能隙对称性的彻底确认需求丈量超导能隙的巨细以及相位。关于传统的s波超导体，整个费米面上的超导能隙基本上巨细持平，符号相同。关于非惯例超导体，不同费米面之间或许同一费米面上不一样的区域的超导能隙巨细和符号能够不同，如d波超导体费米面上超导能隙巨细具有着激烈的各向异性，费米面不同部分具有相反的超导能隙符号。

　　铜氧化物高温超导体对错惯例超导体的代表系统，尽管其超导机理依然不清楚，但其d波超导配对对称性得到了广泛认可。角分辩光电子能谱技能（ARPES）因为具有共同的动量分辩才能，能够丈量超导能隙巨细在动量空间中的散布，在铜氧化物超导体d波超导能隙对称性的建立中发挥了及其重要的效果。长期以来，角分辩光电子能谱技能一向被以为只能丈量超导能隙的巨细，不能丈量能隙的符号。铜氧化物超导体的超导能隙相位是由根据约瑟夫森效应的相位灵敏试验才确认的。但是此类相位灵敏试验办法很难推行到具有多重费米面的非惯例超导体，如铁基超导体和重费米子超导体等。寻觅更有用的超导能隙符号勘探办法对研讨非惯例超导电性具有十分十分重要的含义。

　　中国科学院物理研讨所／北京凝聚态物理国家研讨中心超导国家要点试验室SC7组的博士生高强、艾平缓刘静（都已结业），在周兴江研讨员和赵林副研讨员的指导下，与理论室向涛研讨员，韩国Pohang科技大学Jin Mo Bok博士以及韩国SungKyunKwan大学Han-Yong Choi教授等协作，提出了一种根据角分辩光电子能谱技能勘探超导能隙符号的新办法。该办法在d波铜氧化物超导体Bi2Sr2CaCu2O8+δ（Bi2212）的高分辩角分辩光电子能谱丈量中得到了验证，并能够大范围的应用到其它非惯例超导体中。

　　该作业提出，在动量空间中简并或邻近的两个能带，当具有较强的相互效果时，其超导态的电子结构高度依靠于两能带相对的超导能隙符号，大多数表现在费米动量的移动、Bogoliubov能带的杂化以及超导能隙的翻开（图1）。

　　图1：运用Bogoliubov能带杂化丈量两个能带之间相对超导能隙符号的新办法

　　Bi2212晶体结构具有非公度调制，导致电子结构会存在能带的折叠行为，除了主能带外会发生超结构能带。其主能带和超结构能带在第二象限相交并存在相互效果，导致超导态呈现选择性能带杂化（图2）[Physical Review B 101, 014513 (2020)]。

　　图2：d波超导体Bi2212第二象限中能带间相反的超导能隙符号导致反常的能带杂化

　　依照d波超导能隙的动量散布，在交点邻近，主能带和超结构能带的超导能隙巨细挨近，符号相反。理论模仿显现，两能带之间的超导能隙符号相反会导致呈现激烈的Bogoliubov能带杂化，并展现出不寻常的动量演化行为（图2h、图3e），这与能隙同号的情况下彻底不同（图2i、图3g）。试验观测的该动量区域Bogoliubov能带杂化行为（图2d）及其随动量的演化（图3b）与理论模仿的两能带之间超导能隙符号相反的景象高度符合（图2h、图3e）。

　　图3：超导能隙符号相反在Bogoliubov能带杂化随动量演化中的表现。

　　经过丈量杂化后的费米面上超导能隙的动量依靠联系，该作业发现在费米面相交区域呈现了新的能隙节点和奇特的能隙动量演化，并能够用提出的模型一致解说，进一步验证了相关的两个能带具有相反的超导能隙符号（图4）。

　　该作业初次提出并验证了运用角分辩光电子能谱勘探超导能隙符号的办法，该办法能够推行到其它非惯例超导体，特别是如铁基超导体的多带多费米面超导系统，使得角分辩光电子能谱技能能够一起丈量超导能隙的巨细和符号，在彻底确认超导配对对称性和了解非惯例超导微观机理中发挥及其重要的效果。一起，该作业初次发现具有相反超导能隙符号的能带间杂化能够导致奇特的电子结构，例如呈现新的能隙节点以及粒子空穴对称性破缺等，丰厚了对非惯例超导体的知道。

　　相关研讨成果宣布在近期的Nature Communications上。上述科研作业得到国家自然科学基金委、科技部要点研制方案和中国科学院先导B项目等基金的赞助。