我们报道了在母体和F掺杂的LaFeAsO砷氧化物中的Zn掺杂效应。在LaFe $_{1-x}$ Zn $_{x}$ AsO中少量Zn掺杂显著抑制了与母化合物中的反铁磁(AFM)自旋密度波(SDW)相关的150 K附近的电阻率异常。磁化率和热电势的测量进一步证实了Zn掺杂对AFM有序度的影响。同时,Zn掺杂不影响或甚至增强LaFe $_{1-x}$ Zn $_{x}$ AsO $_{0.9}$ F $_{0.1}$的$T_c$,与Zn掺杂在高$T_c$铜酸盐中的效果相反。我们发现在两个体系中Zn含量的溶解度($x$)被限制为小于0.1,并且进一步Zn掺杂(即,$x$ $\geq$ 0.1)引起相分离。我们的研究清楚地表明,非磁性杂质的Zn $^{2+}$离子掺杂在Fe $_2$ As $_2$层选择性地影响AFM的顺序,和超导性仍然强大对Zn掺杂的F掺杂的超导体。
英文摘要:
We report Zn-doping effect in the parent and F-doped LaFeAsO oxy-arsenides. Slight Zn doping in LaFe$_{1-x}$Zn$_{x}$AsO drastically suppresses the resistivity anomaly around 150 K associated with the antiferromagnetic (AFM) spin density wave (SDW) in the parent compound. The measurements of magnetic susceptibility and thermopower confirm further the effect of Zn doping on AFM order. Meanwhile Zn doping does not affect or even enhances the $T_c$ of LaFe$_{1-x}$Zn$_{x}$AsO$_{0.9}$F$_{0.1}$, in contrast to the effect of Zn doping in high-$T_c$ cuprates. We found that the solubility of Zn content ($x$) is limited to less than 0.1 in both systems and further Zn doping (i.e., $x$ $\geq$ 0.1) causes phase separation. Our study clearly indicates that the non-magnetic impurity of Zn$^{2+}$ ions doped in the Fe$_2$As$_2$ layers affects selectively the AFM order, and superconductivity remains robust against the Zn doping in the F-doped superconductors.
A unified phase diagram of F-doped LaFeAsO by means of NMR and NQR parameters
我们目前$^{75}$作为核磁共振和四极共振结果(NMR,NQR)的一组新的LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$多晶样品。改进的合成条件导致更均匀的样品,更好地控制氟含量。结构$\equiv$的磁,超导转变温度已被确定的NMR自旋晶格弛豫率和交流磁化率测量。如此确定的相图偏离公布的一个,特别是低F掺杂浓度。然而,如果从NQR谱确定掺杂水平,则两个相图可以被调和。磁性和超导性的本体共存和纳米级分离成低掺杂样和高掺杂样区域的情况下,已被证实。在磁性和超导性的边界处对欠掺杂样品的附加频率依赖的强度、自旋-自旋和自旋-晶格弛豫率测量表明,正交性和磁性起源于低掺杂区,超导性首先在高掺杂区发展。
Doping dependence of Normal-state Property in the Iron-based Oxypnictide Superconductors LaFeAsO1-y probed by 57Fe-NMR and 75As-NMR/NQR
本文报道了贫氧铁基氧氮族化合物超导体LaFeAsO_{1-y} $. A microscopic phase separation between superconducting domains and magnetic domains is shown to take place in the underdoped sample, indicating a local inhomogeneity in association with the density distribution of oxygen deficiencies. As a result, 1/T_1T in the normal state of the superconducting domain decreases significantly upon cooling at both the Fe and As sites regardless of the electron-doping level in LaFeAsO_{1-y}. On the basis of this result, we claim that $ 1/T_1 T $ is not always enhanced by antiferromagnetic fluctuations close to an antiferromagn…
Fast recovery of the pristine magnetic and structural phases in superconducting LaFeAsO$_{0.89}$F$_{0.11}$ by Mn/Fe substitution
我们报告的实验研究Mn杂质的影响,在最佳掺杂的LaFeAsO $_{0.89}$ F $_{0.11}$化合物。结果表明,极少量的Mn(约0.1%)就足以破坏LaFeAsO的超导电性,并在低温下恢复LaFeAsO母体化合物的磁基态和正交结构。在一个模型中,电子相关性增强杂质之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用的结果进行了讨论。
Mapping out the spin fluctuations in Co-doped LaFeAsO single crystals by NMR
用核磁共振(NMR)方法测定了LaFe $_{1-x}$ Co $_x$ AsO单晶的相图。直到$x=0.03$的标称掺杂,其遵循F掺杂多晶体的相图。在$x=0.03$以上,F掺杂的样品变得超导,而对于Co掺杂,可以观察到高达$x=0.042$的结构和磁性转变,并且超导性仅在更高的掺杂水平和降低的转变温度下发生。对于高达$x=0.056$的掺杂,我们找到了短程磁序的证据。通过弛豫率测量,我们绘制出揭示向列性和磁性相互作用的磁涨落。在有序度以上,LaFe $_{1-x}$ Co $_x$ AsO中的自旋涨落与Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_x$)$_2$ As $_2$中的自旋涨落相同,表明LaFeAsO中的向列性也是自旋密度波动的结果.
Evidence for Unconventional Superconductivity in Arsenic-Free Iron-Based Superconductor FeSe : A ^77Se-NMR Study
本文报道了具有与LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$超导体相似的晶体结构的$α$的核磁共振(NMR)结果.核自旋晶格弛豫速率$1/T_1$在超导转变温度$T_c$以下表现出$T^3$行为,没有相干峰。在高于$T_c$的宽温度范围内,可以看到指示费米液态的$T_1T=$恒定行为。$α$ -FeSe的超导电性与LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$及相关材料一样,也是一种非常规的超导电性. FeAs层对非常规超导性的发生不是必需的。
Multiple-pseudogap phases in hydrogen-doped LaFeAsO system
本文用激光光电子能谱研究了LaFeAsO_(1-x)H_x(0.0 < x < 0.60)体系的低能电子结构。从费米能级附近的光谱的精确的温度依赖的测量,我们发现的状态密度与冷却的抑制,即赝能隙的形成,对于所有的掺杂范围。在低x范围内的赝能隙(即第一超导圆顶制度)得到抑制与增加x,或多或少类似于以前的结果在F掺杂的LaFeAsO系统。另一方面,在第二超导圆顶制度在高x的赝能隙行为变得更强的H掺杂水平的增加。系统的掺杂依赖性表明,赝能隙的增强对不同类型的反铁磁秩序存在的相图的两端。
Fermi-Suface Evolution by Transition-metal Substitution in the Iron-based Superconductor LaFeAsO
我们研究了Co和Ni取代对铁基超导体LaFeAsO电子结构的影响。我们执行{ \it ab initio}超原胞计算,展开第一布里渊区(BZ),计算正常原胞在BZ中的光谱函数。实空间中的电荷密度分布表明,掺杂的额外电子被束缚在Co(Ni)原子周围。这似乎意味着Co(Ni)取代不起载流子掺杂的作用。然而,目前的动量-空间分析表明,费米面体积确实通过替代而膨胀,这可以很好地用刚性带位移来描述。通过考虑到这种有效的掺杂,我们讨论是否符号反转s波($s_{\pm}$波)的情况下是与实验兼容。
通过X射线衍射、电阻率、磁化率和热容的测量,研究了LaFe $_{1-x}$ Ni $_{x}$ AsO($0\leq x \leq0.1$)中Ni的替代效应。镍掺杂大大抑制了与自旋密度波有序在母体化合物的电阻率异常。超导电性出现在$0.03\leq x \leq0.06$的一个狭窄区域,在$x$ =0.04时,最大$T_c$为6.5 K,在此区域,磁化率增强。在零温度下的上临界场估计超过泡利顺磁极限。与LaFeAsO $_{1-x}$ F $_{x}$系统相比,$T_c$大大降低。
Local antiferromagnetic correlations in the iron pnictide superconductors LaFeAsO{1-x}F{x} and Ca(Fe,Co)2As2 as seen via normal-state susceptibility
本文研究了LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$和Ca(Fe $_{1-x}$ Co $_x$)$_2$ As $_2$中磁性和超导电性的相互作用。虽然反铁磁自旋密度波的形成被抑制和超导性的发展,所有的样品显示出掺杂独立的正常状态下的磁化率的加热后,出现了铁磷属元素的一般功能的强烈增加。这些数据提供了证据,强大的本地反铁磁相关坚持即使在超导制度的相图。
轨道有序最近成为铁基超导体中的另一个重要状态,它对超导性的作用以及它与磁有序和斜方晶格畸变的联系引起了激烈的争论。为了寻找这种所谓的氧磷族化合物中的超导相的特征,我们重新审视了磷族化合物超导体LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$的正常态性质,重点是电阻率,能斯特效应,热膨胀和$^{75}$ As NMR数据。在欠掺杂水平$x=0.05$的输运性质在与未掺杂LaFeAsO形成长程有序的温度相同的温度下,即在约160 K下,表现出明显的异常。此外,$^{75}$ As-NMR自旋-晶格弛豫速率$1/(T_1T)$揭示了自旋波动的逐渐减慢。然而,长程磁序和可检测的正交晶格畸变是不存在的。因此,我们从数据中得出结论,短程轨道有序或它的缓慢波动形式在160 K附近开始。值得注意的是,在运输中的所有异常和缓慢的自旋波动的迹象消失接近最佳掺杂$x=0.1$,这表明在LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$的超导相实际上竞争。
The intrinsic electronic phase diagram of iron-oxypnictide superconductors
我们提出了第一个全面的推导的铁氧铌酸盐超导体在正常状态下的电阻率$ρ$的LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$和SmFeAsO $_{1-x}$ F $_x$的掺杂范围宽的基础上的分析。我们的数据为这些新材料中不寻常的正常状态属性提供了明确的证据。特别地,在低掺杂水平下超导性的出现伴随着正常状态的$ρ$中的明显异常输运行为,这让人想起母体材料中的自旋密度波(SDW)特征。在较高的掺杂水平下,LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$的$ρ$显示出从这种赝隙状行为到费米液体状行为的明显转变,模仿了铜酸盐的相图。此外,我们的数据揭示了异常特征的强度和超导相的稳定性之间的相关性。在SmFeAsO $_{1-x}$ F $_x$中,超导电性增强,类赝隙特征增强,而在具有类费米液体行为的掺杂区,超导电性降低,类赝隙特征消失.
Electron-phonon interaction in Fe-based superconductors: Coupling of magnetic moments with phonons in LaFeAsO$_{1-x}$F$_{x}$
计算了LaFeAsO $_{1-x}$ F $_{x}$中Fe的磁矩与As $A_{1g}$声子的耦合.我们提出了第一性原理计算的原子和电子结构的LaFeAsO作为电子掺杂的函数。我们使用虚晶近似进行计算,以及与F替代杂质原子的超晶胞计算。计算结果验证了费米能级附近电子结构的虚晶近似。发现费米能级的电子态密度在x=0.125时达到最大值,增强了电子-声子相互作用。如果考虑$A_{1g}$声子与Fe磁矩之间的耦合,则电子-声子参数$λ$将进一步增大.计算结果表明,在不考虑自旋分辨的情况下,电子-声子相互作用可以比其数值大一个数量级。讨论了这些结果对超导转变的意义
Effect of Fermi Surface Topology on Inter-Layer Magnetoresistance in Layered Multiband Systems: Application to LaFeAsO1-xFx
在层状单能带系统中,层间电导率取决于面内磁场的取向,并且当磁场垂直于费米表面的平坦区域时取最大值。将这一已知结果扩展到多波段系统,我们提出了一个实验来提取费米表面拓扑结构的信息。我们讨论的应用公式的FeAs基超导体,LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$。我们表明,在母体化合物的磁有序状态是明确区分从顺磁状态的振荡周期的层间电导率。我们表明,费米表面拓扑结构的演变,通过改变掺杂浓度反映到层间电导率振荡模式。