近日，复旦大学物理学系/应用表面物理全重赵俊教授团队利用中子散射技术揭示了铁基超导体中两类自旋激发的共存与竞争关系，为理解其罕见的双穹顶型超导相图及超导机理提供了关键线索。相关研究成果以“Dual Spin Excitation Components in FeSe_0.67Te_0.33”为题，于2026年3月11日发表在国际权威期刊《Physical Review Letters》(PRL 136, 106504 (2026))上。复旦大学物理学系博士生张好为该论文第一作者，赵俊教授为通讯作者。

铁基超导体因其丰富的磁性、超导和电子向列序等关联电子相，被认为是研究关联复杂物理和高温超导机制的重要平台。其中，FeSe类超导体由于晶体结构简单、超导性质可调控性强而备受关注。FeSe体系的一大特点是，通过S和Te掺杂分别引入正化学压力和负化学压力，可以连续调控体系中的电子向列性、磁性和超导性，从而形成罕见的双穹顶型超导相图。在约33% Te掺杂的FeSe_0.67Te_0.33中，超导转变温度出现明显“谷底”。阐明这一异常行为的物理起源，对于理解其超导配对机制具有重要意义。

为解决这一问题，赵俊团队利用化学气相输运法合成了高质量FeSe_0.67Te_0.33单晶样品，并通过非弹性中子散射实验系统研究了其自旋激发行为及其与电子向列序和超导电性的关系。实验结果表明，该体系中存在两类具有不同色散行为和温度依赖性的自旋激发成分，暗示其对应不同的微观起源。在低能区，自旋激发主要集中在条纹型反铁磁波矢附近，并且对电子向列序高度敏感，这与条纹型反铁磁涨落驱动向列序的理论图像相一致。在高能区，自旋激发的色散更为陡峭，其强度则几乎不受向列序转变的影响。

进一步研究表明，随着温度升高，高能磁激发逐渐向低能区域延伸，使低温下集中于条纹型反铁磁波矢附近的谱重逐步转移到非公度自旋激发，体现出两类自旋激发之间明显的竞争关系。研究团队指出，这种不同类型自旋涨落之间的竞争，可能来源于Te掺杂引起的电子结构变化以及增强的轨道选择性电子关联，并导致相关超导配对的抑制，从而解释了该体系在 33%掺杂处出现超导转变温度谷底的原因。

该研究不仅为理解铁基超导体中复杂的关联电子行为及其高温超导机理提供了新的实验依据，也为进一步揭示磁性、电子向列序和超导之间的相互关系提供了重要线索。

这项工作的部分测量在日本质子加速器研究设施（J-PARC）的4SEASONS中子散射谱仪上完成，实验过程中得到了谱仪科学家 Kazuki Iida 和 Kazuhiko Ikeuchi 的协助。本研究得到了国家自然科学基金委员会、科技部、上海市科学技术委员会和松山湖材料实验室大科学装置开放课题的联合资助。

图1(a)-(d)分别展示了 FeSe_0.67Te_0.33单晶在不同温度下测得的自旋激发谱，(e)和(f)则给出了在 5 K 和 300 K 下拟合得到的自旋激发色散关系。结果表明，30 meV 以上和以下的自旋激发在色散特征及其温度演化上存在显著差异，说明这两部分激发具有不同的微观起源。

论文地址：https://doi.org/10.1103/fbfp-7gw6