非常規超導體通常具有複雜的電子相圖，其中一些奇異的電子态和超導态交織在一起。理解這些奇異電子态的成因以及它們和超導态的關系是非常規超導體研究的重要課題。在鐵基高溫超導體中，與超導相交織的電子态是具有二次（C2）對稱性的電子液晶相，而其與超導态的關系依然存在很大的争議。掃描隧道顯微鏡可以直接探測電子液晶相的性質，成為澄清此問題的理想實驗工具。此前對鐵基超導體母體的準粒子幹涉實驗直接證實了C2對稱的電子液晶相的存在，但在超導樣品中電子液晶相是否存在至今還沒有定論。
最近，在量子物質科學協同創新中心王亞愚教授的指導下，其博士研究生蔡鵬、阮威、周曉東和葉存等與中國科技大學陳仙輝教授研究組和美國加州大學伯克利分校李東海教授合作，利用掃描隧道顯微鏡對NaFe1-xCoxAs鐵基高溫超導體的準粒子幹涉現象進行了系統的研究。如下圖所示，他們發現母體中存在方向均沿着同一個Fe-Fe方向的啞鈴狀的局域雜質态，具有典型的C2對稱電子液晶相特征（左圖）。在欠摻雜樣品中準粒子幹涉圖樣依舊呈現四次（S4）旋轉對稱性的嚴重破缺，而且電子液晶态和超導相在實空間微觀共存（中圖）。然而，在最佳摻雜樣品中他們發現電子無論在實空間還是動量空間都沒有明顯的S4對稱性破缺，沿着兩個Fe-Fe方向具有基本相同的色散關系（右圖）。因此，随着電子摻雜濃度的增加，鐵基超導體的電子結構變得越來越各向同性。特别是在超導轉變溫度最高的最佳摻雜樣品中沒有觀察到電子液晶态存在的證據，說明在鐵基超導體中電子液晶相及其漲落對超導庫珀對的形成并不重要。
這項實驗工作直接揭示了電子液晶相和超導态之間的關系，為進一步澄清鐵基超導的微觀機制提供了新線索。該研究成果以“Doping dependence of the anisotropic quasiparticle interference in NaFe1-xCoxAs iron-based superconductors”為題發表在Physical Review Letters 【112, 127001 (2014)】上。
