近两年，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）郑国庆研究组与德国马普研究所林成天小组合作，就以上问题对Ba1-xKxFe2As2体系开展了深入的核磁共振研究。最近，他们首次得到了铁基高温超导体中反铁磁序与超导序微观共存的确凿证据。他们发现，铁的3d电子同时导致反铁磁和超导现象。他们还发现，共存区超导态的性质反常，值得今后更加深入的研究。
在这个工作中，该组的李政副研究员和周睿同学利用75As核磁共振对Ba0.77K0.23Fe2As2高质量单晶进行了详细的研究，发现当温度降低到反铁磁转变温度TN = 46 K时，核磁共振谱产生劈裂（H||c轴）或平移（H||a轴）；接着，对感受到内部磁场的核自旋进行了自旋晶格驰豫率1/T1 的测量，发现当温度刚降到Tc ＝15K时，1/T1 明显下降并呈T3 变化。这是反铁磁序与超导序微观共存的直接的证据。
他们还发现，1/T1的行为与最佳掺杂样品Ba0.68K0.32Fe2As2截然不同【Z. Li et.al. Phys. Rev. B 83, 140506(R) (2011).】，1/T1 在刚进入超导后态的下降随温度的变化远慢于最佳掺杂样品。这说明与反铁磁有序微观共存的超导态是一种新奇的超导态，值得今后更加深入的研究，特别是理论分析。
该工作已作为“两点文章”，以rapid communication形式发表在Physical Review B杂志【Phys. Rev. B 86, 180501 (R) (2012)】上。该研究工作得到了国家自然科学基金青年基金项目、科技部973项目的支持。
图-1：核磁共振实验得到的Ba1-xKxFe2As2相图。方形符号为Néel温度TN，圆形符号为超导转变温度Tc 。黄色区域为反铁磁相，蓝色区域为超导相，中间交叠的绿色区域为超导与反铁磁微观共存相。
图-2：（a）和（b）分别是外加磁场H0平行于c轴和ab面时，TN之下反铁磁有序相中75As核所感受到的有效磁场的示意图。红色箭头表示的是Fe磁矩的方向，磁矩平躺在ab面内，绿色箭头表示的是内部磁场的方向，内部磁场平行于c轴方向，但Fe平面上下的75As核所感受到的内部磁场方向相反。
图-3：(a)和(b)分别是当外加磁场H//c和H//a时TN之上和之下75As的核磁共振谱。(a)当H//c时，核磁共振谱上所有的峰发生了明显的劈裂。(b) 当H//a时，核磁共振谱上所有的峰发生了明显的移动。
图-4：1/T1 的温度依赖关系。直线为T3 温度关系。由于反铁磁相变，1/T1 在TN处形成了一个峰，然后紧接着在Tc 处再次下降，说明反铁磁有序与超导有序微观共存。
