本文报道了LaFeAs(O $_{1-x}$ F $_{x}$)($0\le x\le0.14$)的系统的$^{75}$ As NMR研究.在相界附近的$x=0.04$,从电阻率,自旋-晶格弛豫速率$1/T_1$和NMR谱测量,我们发现在$T_N\simeq 30$ K弱磁序。反铁磁(AFM)的波动证明通过$1/T_1$抑制显着与F掺杂,并观察到没有明显的AFM波动的赝隙行为在$x=0.11$ $T_c$是最大的。这种显着的抑制$1/T_1T$ F-掺杂,而$T_c$几乎保持不变,表明低能量AFM波动探测$^{75}$作为NMR不发挥关键作用的超导性。
英文摘要:
We report systematic $^{75}$As NMR studies on LaFeAs(O$_{1-x}$F$_{x}$) ($0\le x\le0.14$). At $x=0.04$ near the phase boundary, from resistivity, spin-lattice relaxation rate $1/T_1$, and NMR spectrum measurements, we found weak magnetic order at $T_N\simeq 30$ K. Antiferromagnetic (AFM) fluctuations proved through $1/T_1$ are suppressed significantly with F-doping, and pseudogap behavior without pronounced AFM fluctuations is observed at $x=0.11$ where $T_c$ is maximum. This significant suppression of $1/T_1T$ upon F-doping while $T_c$ remains nearly unchanged suggests that low-energy AFM fluctuations probed with $^{75}$As NMR do not play a crucial role in the superconductivity.
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…
No anomalous spin fluctuation in optimally doped and overdoped iron-based oxypnictide superconductors LaFeAsO$_{1-x}$F$_x$ probed by muon spin relaxation
在最佳掺杂和过掺杂超导体LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$中进行了零场和纵向场μ子自旋弛豫测量,以研究在较宽的温度和纵向场范围内的磁涨落.在μ子的时间窗(10 $^{-5}\sim$ 10 $^{-9}$ s)内,我们没有观察到磁涨落随温度变化的迹象.考虑到目前的结果和其他结果,即,通过中子散射观察到的自旋涨落、核磁共振和光电子能谱观察到的类赝能隙行为,表明不仅自旋涨落,而且费米表面具有几种不同轨道贡献的多带特征可能在LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$的超导配对机制中发挥重要作用。
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.
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。
Novel Superconducting Phases in Copper Oxides and Iron-oxypnictides: NMR Studies
我们重新研究了新的反铁磁性(AFM)相图和高Tc的$ superconductivity (HTSC) for a disorder-free CuO$ _2 $ plane based on an evaluation of local hole density ($ p PDMATHABMO_2 $ plane in an underdoped regime of HTSC. The $ T $=0 phase diagram of AFM constructed here is in quantitative agreement with the theories in a strong correlation regime which is unchanged even with mobile holes. This {\it Mott physics} plays a vital role for mediating the Cooper pairs to make $ T_c $ of HTSC very high. By contrast, we address from extensive NMR studies on electron-doped iron-oxypnictides La1111 compounds that the increase in $ T…
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。
Novel Superconducting Characteristics and Unusual Normal-State Properties in Iron-based Pnictide Superconductors: 57Fe-NMR and 75As-NQR/NMR studies in REFeAsO_1-y (RE=La,Pr,Nd) and Ba0.6K0.4Fe2As2
利用$^{57}$ Fe-NMR和$^{75}$ As-NQR/NMR研究了铁基磷属元素化物超导体REFeAsO $_{1-y}$(RE=La,Pr,Nd)和Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$ As $_2$($T_{c}=$ 38 K)的新颖超导特性和异常正常态性质.在$_{0.7}$的超导态($T_{c}=$ 28 K),$^{57}$的Fe-Knight位移的自旋分量在低温下几乎为零,这为自旋-单重态Cooper配对形成超导态提供了有力的证据. LaFeAsO $_{0.7}$和Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$ As $_2$中的核自旋-晶格弛豫速率$(1/T_{1})$表现出类似$T^{3}$的依赖性,在$T_{c}$以下没有相干峰,表明在这些Fe基磷属元素化合物中通常实现非常规的超导态。所有这些事件$T_c$以下一直认为在扩展的s $_{\pm}$波配对与费米面之间的顺序参数的符号反转。在正常状态下,$1/T_1T$显着减少后冷却的Fe和As位的LaFeAsO $_{0.7}$。相反,在Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$ As $_2$中,它在冷却时逐渐增加。尽管这些化合物的超导性质之间的相似性,观察到一个关键的差异,在其正常状态下的属性取决于电子或空穴是否掺杂到FeAs层。这些结果可能为铁基…
Interaction-induced singular Fermi surface in a high-temperature oxypnictide superconductor
在铁基超导体家族中,LaFeAsO型材料由于其明显的二维性而具有最简单的电子结构。然而,它们具有最高转变温度Tc=55K的超导电性。早期的电子结构理论预测显示,费米表面有多个大的圆形部分,具有非常好的几何重叠(嵌套),被认为可以增强配对相互作用,从而增强超导性。费米面中这种大的圆形特征的流行已经与许多其他铁基化合物相关联,并且已经在该领域中被普遍接受。在这项工作中,我们表明,1111型的原型化合物,SmFe 0.92 Co 0.08 AsO,是在与这种描述不一致,并具有明显不同的费米面,它由两个奇异的结构形成的边缘的几个带,拉到费米能级从理论上预测的能带结构的深度由强电子相互作用。这种奇异性极大地影响了材料的低能电子特性,包括超导性。我们进一步认为,这些奇异性的发生相关的最大超导转变温度可达到的每个材料类在整个家庭的铁基超导体。
Review of nuclear magnetic resonance studies on iron-based superconductors
新发现的铁基超导体引发了凝聚态物理学界新的巨大研究兴趣。核磁共振(NMR)是研究强关联电子的低能局域探针,对高$T_{\rm C}$超导体尤其重要。本文综述了几种铁基高$T_{\rm C}$超导体的结构转变、反铁磁序、自旋涨落和超导性质的NMR研究,包括LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$、LaFeAsO $_{1-x}$、BaFe $_2$ As $_2$、Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$、Ca $_{0.23}$ Na $_{0.67}$ Fe $_2$ As $_2$、BaFe $_2$(作为$_{1-x}$ P $_x$)$_2$,Ba(Fe $_{1-x}$ Ru $_x$)$_2$ As $_2$,Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_x$)$_2$ As $_2$,Li $_{1+x}$ FeAs,LiFe $_{1-x}$ Co $_x$ As,NaFeAs,NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As,K $_y$ Fe $_{2-x}$ Se $_2$,和(Tl,Rb)$_y$ Fe $_{2-x}$ Se $_2$。
NMR Investigation of the iron-based superconductors Ca4(Mg,Ti)3Fe2As2O8-y and Ca5(Sc,Ti)4Fe2As2O11-y
$^{75}$ As和$^{45}$ Sc NMR测量揭示了具有钙钛矿型阻挡层Ca $_4$(Mg,Ti)$_3$ Fe $_2$ As $_2$ O $_{8-y}$($T_c^{onset}=47$ K)和Ca $_5$(Sc,Ti)$_4$ Fe $_2$ As $_2$ O $_{11-y}$($T_c^{onset}=41$ K)的铁基超导体的电子态。在Ca $_5$(Sc,Ti)$_4$ Fe $_2$ As $_2$ O $_{11-y}$中,核自旋弛豫速率$1/T_1$在低于$\sim80$ K时表现出赝能隙行为,表明电子态类似于中等电子掺杂的LaFeAs(O,F)体系.赝能隙行为的存在给出了一种解释,即从LaFeAs(O,F)系统的类比,类空穴带(所谓的PDMATHAMY口袋)位于费米能级之下,PDMATHAMY口袋的消失产生了低能自旋涨落的抑制。另一方面,在钙$_4$(镁,钛)$_3$ Fe $_2$作为$_2$ O $_{8-y}$满足较高的$T_c$的钙钛矿系统中的结构最佳条件,外在的贡献,这大概起源于Ti时刻,观察到在$1/T_1T$,然而,适度的温度依赖性的$1/T_1T$出现在高磁场下的抑制。在这两个系统中,高$T_c$的$\sim40$ K实现的情况下,低能量的自旋波动的强烈发展。结果表明,结构优化并没有引起低能自旋涨落的强烈发展。如果我们认为超导性…
Competing effects of Mn and Y doping on the low-energy excitations and phase diagram of La$_{1-y}$Y$_{y}$Fe$_{1-x}$Mn$_x$AsO$_{0.89}$F$_{0.11}$ iron-based superconductors
用μ子自旋旋转($μ$ SR)和$^{19}$ F核磁共振(NMR)研究了Mn对La $_{1-y}$ Y $_{y}$ Fe $_{1-x}$ Mn $_x$ AsO $_{0.89}$ F $_{0.11}$超导体中Fe替代的影响.虽然对于$y = 0$,需要非常低的临界浓度的Mn($x = 0.2$ %)来淬灭超导电性,但是随着$y$增加,由Y引入的用于La取代的负化学压力稳定了超导电性,并且对于$y= 20$ %,其在Mn含量大一个数量级时被抑制。一旦超导性被抑制,对于$y$ =0和$y= 20$ %,磁相就会出现。低能量的自旋波动引起$^{19}$ F NMR $1/T_1$中的峰值,其起始温度远高于超导转变温度,并且其幅度随着$x$而增加。此外,静态磁相关探测$^{19}$ F NMR线宽测量显示显着增加与Mn含量。根据LaFeAsO $_{0.89}$ F $_{0.11}$接近量子临界点的观点,讨论了超导电性的破坏和磁基态的起始.
Theoretical study on the correlation between the spin fluctuation and $T_c$ in the isovalent-doped 1111 iron-based superconductors
基于最近对1111铁基超导体LaFeAs $_{1-{x}}$ P $_{x}$ O $_{1-{y}}$ F $_{y}$的实验和理论研究,我们在五轨道模型下研究了自旋涨落与超导转变温度之间的相关性,这种相关性随着Fe-As-Fe键角的变化而呈现出双圆顶的特征.在具有较高$T_c$的第一个圆顶周围,低能自旋涨落和$T_c$不是紧密相关的,因为有限能量自旋涨落也有助于超导性。另一方面,源自$d_{xz/yz}$轨道的低能自旋涨落的强度与具有较低$T_c$的第二圆顶中的$T_c$相关。这些计算结果与最近的核磁共振研究结果一致,从而有力地表明,在铁基超导体中的配对主要是由多轨道自旋涨落。