Revealing the dual nature of magnetism in iron pnictides and iron chalcogenides using x-ray emission spectroscopy
本文报道了用Fe K β X射线发射谱研究各种铁基超导体顺磁相的局部磁矩。局部磁矩被发现在所有研究的样品:PrFeAsO,Ba(Fe,Co)2As 2,LiFeAs,Fe 1 +x(Te,Se),和A2 Fe 4Se 5(A=K,Rb和Cs)。力矩大小在不同的族中变化很大。所有铁磷属元素样品的局域矩约为1 $μ_B$ /Fe,而FeTe和K2 Fe 4Se 5族的局域矩则大得多,分别为~2 $μ_B$ /Fe和~3.3 $μ_B$ /Fe。此外,我们发现,无论是载流子掺杂,也没有温度变化影响的本地矩的大小。
2011-07-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Experimental determination of the microscopic origin of magnetism in parent iron pnictides
像高Tc铜氧化物一样,新发现的铁基超导体非常接近磁有序的母相。然而,虽然已知母体铜氧化物中的磁性有序来自自旋-自旋局部超交换相互作用,但包括中子散射在内的大量实验迄今为止都无法最终解决局部矩海森堡描述是否适用于母体铁基化合物,或者磁性是否来自集体SDW有序不稳定性。这两种替代方案原则上可以通过测量磁有序相的低能动量分辨体代表性电子结构来区分。利用偏振相关的ARPES和STM的组合,我们已经分离出完整的低-躺在大块代表性的电子结构的磁性SrFe_2As_2与d-轨道对称性的第一次。我们的研究结果表明,虽然具有不同的铁d轨道特性的多个频带确实有助于电荷传输,只有一对具有相反的镜像对称性的频带微观上表现出巡回SDW不稳定性的能量尺度上的顺序为50毫电子伏。低于T_SDW的轨道分辨能带拓扑结构唯一地指向铁磷属元素的反铁磁性的嵌套驱动能带杂化机制,并且与不寻常的各向异性磁密度波态相一致。此外,这些结果对许多需要严格的局部磁矩磁性出发点的磷属元素化物超导理论提出了强有力的约束。
2008-12-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital Ordering and Unfrustrated $(π,0)$ Magnetism from Degenerate Double Exchange in the Iron Pnictides
的铁pnictides的磁激发内的简并双交换模型解释。局域磁矩自旋分别通过最近邻和次最近邻之间的超交换$J_1$和$J_2$耦合,并通过铁磁Hund交换与简并$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道的巡回电子相互作用。后者稳定了$(π,0)$条纹反铁磁性,这是由于出现的铁轨道顺序和通过优选地沿着铁磁自旋方向跳跃而产生的动能增益。考虑到自旋的量子性质,我们计算了超交换和双交换存在下的磁激发谱。一个显着增加的自旋波能量在竞争的Néel有序波矢量被发现,与最近的中子散射数据。的光谱拟合到一个自旋只有一个模型具有较强的空间各向异性和额外的较长范围的耦合沿铁磁链。在一个现实的参数范围内,沿链的有效耦合是负的对应于无阻挫条纹反铁磁性。
2010-07-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Itinerant Nature of Magnetism in Iron Pnictides: A first principles study
在密度泛函理论的框架下,我们研究了铁基超导体的磁性。(i)结果表明,在LaOFeAs、BaFe $_2$、As $_2$和LiFeAs中,Sb取代As后,条型反铁磁序的磁化强度总是变强。通过计算泡利磁化率,我们将Sb取代As后获得的磁化强度增加归因于$(π,π)$处不稳定性的增强。这表明费米表面嵌套和磁性之间有很强的联系,这支持了各种铁基超导体中磁性的巡回性质的理论。(ii)我们发现,在家庭LaOFe $Pn$($Pn$ =P,As,Sb,Bi)的反铁磁相的存在下,在LaOFeP和LaOFeAs的存在下,可以归因于在$(π,π)$和$(0,0)$,这进一步加强费米面嵌套和实验观察到的磁化强度之间的密切关系的泡利磁化率的不稳定性的竞争。(iii)最后,根据我们的弛豫结构和泡利磁化率的结果,我们预测,LaOFeSb掺杂或施加压力时,应该是一个候选人的超导体之间的假设化合物LaOFeSb,LaOFeBi,ScOFeP和ScOFeAs的最高转变温度,而母化合物LaOFeSb和LaOFeBi应该在环境压力下显示一个条纹型反铁磁金属状态。
2010-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spatial competition of the ground states in 1111 iron pnictides
利用核四极共振方法,绘制了1111 $R$ FeAsO $_{1-x}$ F $_x$($R$ $=$ La,Ce,Sm)铁磷属元素化物在顺磁态下局域电荷分布的相图,其特征为类低掺杂(LD-like)和类高掺杂(HD-like)区域.基于磁性稀土(Ce,Sm)的化合物显示统一的行为,并且与基于La的化合物的比较揭示了静态铁$3d$磁性对超导电性的有害作用,以及后者在高掺杂下的质的不同演变。研究发现,类LD区完全解释了系统的正交性,因此是任何静态铁磁性的起源。正交性和静态磁性不受超导性的阻碍,但受到稀释效应的限制,这与2D(分别为3D)最近邻正方形晶格位渗流一致,当稀土是磁性的(分别为磁性的)时。的LD-样的区域是不是本质上支持的超导电性,相反的HD-样的区域,证明了良好定义的Uemura的超导转变温度和超流体密度之间的关系时,占邻近效应。这使我们提出了一个完整的描述的基态的相互作用,在1111 pnictides,纳米级区域竞争建立的基态通过抑制超导静态磁性,和超导电性的邻近效应的扩展。
2015-08-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory for Magnetism and Triplet Superconductivity in LiFeAs
超导磷属元素化物在反铁磁相附近具有自旋-单重态配对的特征,电子和空穴费米面之间的嵌套是关键。LiFeAs与其他磷属元素的不同之处在于(i)嵌套性能差和(ii)异常浅的空穴。调查磁和配对不稳定性的电子模型,将这些差异,我们发现反铁磁秩序是缺席的。相反,我们观察到几乎铁磁的波动,驱动自旋三重态p波超导的不稳定性。
2011-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Local-moment magnetism in Mn-based pnictides
Universität Würzburg(维尔茨堡大学);CINECA National Supercomputing Center(CINECA国家超级计算中心);LPEM, ESPCI Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Université(LPEM,巴黎高等物理化工学院,PSL研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学)
该研究通过理论模拟揭示了Mn基硫化物中电子关联效应及局部矩临界交叉的强耦合特性,并发现Neél温度与临界交叉距离的关系。
2025-10-30 cond-mat.str-el
Magnetism and Charge Dynamics in Iron Pnictides
在各种各样的材料中,如铜氧化物,重费米子,有机盐和最近发现的铁磷属元素化物,超导性被发现非常接近磁有序状态。因此,近磁相的特性被认为是理解非常规超导体的各个家族之间的差异和超导机制的关键。与铜酸盐中的AFM有序不同,铁磷属元素化物超导体中的磁性和潜在电子态的性质还没有得到很好的理解。无论是密度泛函理论还是基于原子物理学和超交换的模型,都不能解释磁矩的小尺寸。许多低能探针如transport、STM和ARPES测量了液晶中类似于双有序的电子态的强各向异性,但对其物理起源没有共识,并且缺乏磁性状态下电子态及其与光学电导率的关系的三维图像。使用第一性原理的方法,我们得到了实验观察到的磁矩,光学电导率,和各向异性的电子状态。该理论将测量单粒子电子态的ARPES、探测固体粒子空穴激发的光谱学和测量磁矩的中子散射相结合。我们预测的光学电导率的各向异性的表现,我们表明,磁相产生的顺磁相的洪德规则耦合能量的大增益和较小的损失的动能,表明铁磷属烃代表一类新的化合物,其中磁性的性质是中间的自旋密度波的几乎独立的粒子,和局部矩的反铁磁态。
2010-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coupling of the A_{1g} As-phonon to magnetism in iron pnictides
铁超导体中的电荷、自旋和晶格自由度都是强纠缠的。这种纠缠的一个简洁的结果是A_{1g} As-声子共振在经历磁结构转变时在拉曼光谱的不同偏振对称性中的行为。在这项工作中,我们表明,所观察到的行为可能是一个直接的后果耦合的声子与各向异性磁态的电子激发。我们讨论了这种情况下,在一个五轨道紧束缚模型耦合到声子通过Slater-Koster参数的依赖性上的位置。我们确定了两个定性不同的电子-声子相互作用的通道:一个几何相关的Fe-As-Fe角和另一个与修改后的Fe-As的能量积分pdsigma和pdpi位移。虽然这两种机制都导致有限的B_{1g}响应,但当耦合由角度或能量积分依赖性驱动时,在A_{1g}和B_{1g}拉曼偏振几何结构中的声子强度的行为在性质上是不同的。我们讨论了我们的结果,鉴于实验报告。
2013-07-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-state Crossover Model for the Magnetism of Iron Pnictides
提出了一个描述铁基超导体磁行为的极小模型。该模型的关键成分是准简并自旋态的Fe 2+离子的动力学混合的intersite电子跳跃,导致一个有效的本地自旋Seff。磁矩Seff倾向于形成单重态对,并且由于突现的双二次交换耦合而可能凝聚成自旋π相。Seff的长程有序部分m变化很大,0<=m<=Seff,但磁振子谱是普适的,并且与Seff成比例,解决了大但波动的Fe矩的难题。还解释了不寻常的局部矩和自旋磁化率的温度依赖性。
2013-04-25 cond-mat.str-el
Frustrated local moment models for Fe-pnictide magnetism
用非弹性中子散射方法测定了Fe磷属元素化物母体化合物的低能自旋激发,并在具有正交对称性的局域矩J1 a,b-J2 Heisenberg模型下进行了解释。这导致了替代的交换模型,在各向异性的大小上有很大的不同。虽然化合物是流动的,但局域自旋模型可以解释激发的基本特征。这个模型固有的挫折导致量子涨落和可能的矩减少。我们调查这个问题的详细使用自旋波近似和部分精确对角化Lanczos计算有限集群。我们发现,正交各向异性稳定的柱状AF相和它的时刻。对于从非弹性中子散射提出的交换模型,我们可以排除一个很强的影响挫折的时刻大小。我们还调查磁场和温度的磁化强度和磁化率的依赖关系。
2010-04-19 cond-mat.str-el
Competing order and nature of the pairing state in the iron pnictides
我们发现磁性和超导电性之间的竞争可以用来确定铁砷化物的配对状态。为此,我们证明了巡回反铁磁相(AFM)和非常规的$s^{+-}$符号改变超导状态(SC)的边界附近的微观共存和宏观相分离,解释了实验观察到的竞争有序状态。相反,常规的$s^{++}$配对不能与磁性共存。扩展的微观自由能的系统与竞争订单周围的多临界点,我们发现,静态磁性起着内在的带间约瑟夫森耦合的作用,使相图敏感的对称性的库珀对波函数。我们把这个结果与准粒子激发谱和具有粒子-空穴对称性的系统的涌现SO $(5)$对称性联系起来。我们的结果依赖于这样的假设,即形成有序矩的相同电子有助于超导凝聚体,并且该系统接近粒子-空穴对称性。我们还比较了抑制SC在不同区域的FeAs相图,表明,而在欠掺杂侧,这是由于与AFM的竞争,在过掺杂侧,它是有关的消失的口袋从费米表面。
2010-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of the tetrahedral distortion on the electronic properties of iron-pnictides
研究了砷铁键夹角对铁磷属化物电子结构的影响。在一个Slater-Koster紧束缚模型,捕捉正确的对称性的带,我们表明,态密度和能带结构的铁原子的四面体环境的扭曲是敏感的。在双轨道(d_xz,d_yz)模型中,由于在费米能级附近形成了一个平带,这种灵敏度非常强。d_xy轨道的引入破坏了平带,同时在能带结构中保持了相当大的角度依赖性。
2008-10-08 cond-mat.str-el
Orbital Nematic Order and Interplay with Magnetism in the Two-Orbital Hubbard Model
受铁基超导体FeSe和铁磷属元素化物的角分辨光电子能谱(ARPES)研究的启发,我们在双轨道哈伯德模型下研究了FeSe和铁磷属元素化物的轨道有序性及其与反铁磁性的相互作用.我们使用无规相位近似(RPA)来计算轨道和磁磁化率对相互作用强度和电子密度(掺杂)的依赖性。为了解释RPA未捕获的强电子相关性,我们进一步采用了能够捕获对称破缺磁性和轨道有序相的非微扰变分簇近似(VCA)。这两种方法都表明,电子和空穴掺杂的影响这两个订单不同。虽然空穴掺杂倾向于抑制磁性和轨道有序,但电子掺杂抑制磁性更快。至关重要的是,我们找到了一个现实的参数制度,为中等电子掺杂,稳定轨道向列性的情况下,远程反铁磁秩序。这让人想起最近在FeSe和一些铁磷属元素化物材料中观察到的非磁性轨道向列相,并提出了至少在某些情况下,观察到的电子向列性可能主要是由于轨道而不是磁性波动的可能性。
2014-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Flat band driven itinerant magnetism in the Co-pnictides CaCo$_2$As$_2$ and LaCo$_2$P$_2$
本研究通过角分辨光电子能谱和密度泛函理论计算,发现Co-磷族化合物中平带电子关联驱动磁性,并揭示电子维度与磁序及As-As/P-P键强度的关联。
2025-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay between tetragonal magnetic order, stripe magnetism, and superconductivity in iron-based materials
受Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$ {[} A. e. Böhmer \textit{et al},待发表{]},我们分析了掺杂铁磷属元素化物中自旋密度波(SDW)有序的类型和超导转变温度$T_{c}$在与SDW磁性共存相中的不连续性。通过跟踪磁跃迁线$T_{N}(x)$走向最佳掺杂的巡回费米子模型,我们发现了一个序列的过渡从条纹正交($C_{2}$)SDW秩序的四($C_{4}$)秩序,然后回到$C_{2}$秩序。我们认为,超导$T_{c}$有两个不连续性-它跳到一个较小的值时,进入共存区的$C_{4}$磁相,然后跳到一个较大的值内的SDW状态时,它越过之间的边界$C_{4}$和$C_{2}$ SDW订单。与实验相图的完全协议提供了一个强有力的指示,巡回的方法是足够的弱/中度掺杂的铁磷属元素化物的物理描述。
2014-12-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Block magnetism coupled with local distortion in the iron-based spin-ladder compound BaFe2Se3
通过磁化率、比热、电阻率和中子衍射测量研究了绝缘BaFe $_2$ Se $_3$的磁性。在形成短程磁关联后,在低于$T_{\rm N}\sim 255$ K时观察到长程有序。过渡被体属性所掩盖。磁矩($\parallel a$)被排列以形成Fe $_4$铁磁单元,并且每个Fe $_4$反铁磁性地堆叠。这种块状磁性是黑色金属材料磁性结构中的第三类。磁有序通过磁弹性耦合驱动异常大的畸变。
2012-02-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Integer and half-integer flux-quantum transitions in a niobium/iron-pnictide loop
最近铁基超导体的发现挑战了现有的高温超导范式。由于它们不寻常的多轨道能带结构、磁性和电子相关性,理论提出了一种独特的符号反向s波配对态,电子和空穴费米口袋之间的序参量改变符号。然而,由于复杂的费米表面拓扑结构和材料相关的问题,预测的符号反转仍然没有得到证实。在这里,我们报告了一种新的相敏技术探测非常规的多晶铁磷属元素的配对对称性。通过观察铌/铁-磷族元素化物复合环中的整数和半整数磁通量子跃迁,我们首次提供了NdFeAsO 0. 88 F 0. 12中序参量符号变化的相敏证据,为预测非常规s波配对对称性的微观模型提供了强有力的支持.这些发现对磷属元素化物超导机制的研究具有重要意义,并为进一步研究FeAs基超导体中的奇异有序所产生的新物理奠定了基础。
2010-01-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
RKKY coupled local moment magnetism in NaFe$_{1-x}$Cu$_{x}$As
在一大类强关联电子系统中,包括重费米子化合物和铁磷属元素化物,一个中心问题是识别不同的相和它们的起源。研究表明,某些重费米子化合物中的反铁磁(AFM)相是由局域磁矩之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用引起的,这种相互作用与近藤效应的竞争是导致量子临界的原因.然而,在磷族化合物中RKKY相互作用的决定性实验证据是缺乏的。本文利用高分辨$^{23}$ Na NMR测量和数值模拟方法,对轻掺Cu的NaFe $_{1-x}$ Cu $_{x}$ As ~($x \approx 0.01$)金属单晶进行了研究,得到了该磷属元素化物体系中RKKY相互作用的直接证据。借助于计算机模拟,我们确定了$^{23}$ Na NMR卫星共振与Fe位自旋极化的RKKY振荡。我们的$^{23}$ Na自旋-晶格和自旋-自旋弛豫数据显示在这个系统中的巡回和不均匀的AFM相的签名,伴随着Cu诱导的扰动的Fe网站上的有序矩的模拟。我们的核磁共振结果表明,在轻Cu掺杂的NaFe $_{1-x}$ Cu $_{x}$ As中,局域磁性和巡游磁性共存。
2021-10-22 cond-mat.str-el
Antiferromagnetically Driven Electronic Correlation in Iron Pnictides and Cuprates
铁磷属元素化物和铜酸盐代表了两类材料,其中强反铁磁关联驱动了另外三种不同的有序趋势:(1)超导配对,(2)费米面畸变,和(3)轨道电流有序。我们认为,(1)-(3)和反铁磁关联是铜酸盐和磷属元素的一类强关联材料的特征。在本文中,我们提出的结果的功能重整化群的研究支持上述主张。此外,我们表明,作为层间跳跃参数的函数,双层哈伯德模型很好地插入之间的铜酸盐和铁磷属元素化物物理。最后,作为检验,我们将给出铁磷属元素化物梯形模型的重整化群研究,并与二维模型的结果进行比较。
2009-05-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Elastic Instability of the Orthorhombic Antiferromagnetic Phase of 122-Pnictides Under Pressure
A-122磷属元素(A为碱土金属元素)具有斜方(OR)对称的条纹反铁磁态和四方(T)对称的反铁磁态。基于总能量的计算,我们表明,T = 0 K的压力驱动的过渡从OR到T状态发生在一个压力,$P_H$,在那里的tetrahydroxide焓下降到正交。OR状态保持亚稳定直到更高的压力,$P_M$ > $P_H$。我们发现异常的磁性和正交性为$P \rightarrow P_M$,并朝着弹性不稳定的趋势。
2015-08-31 cond-mat.str-el
Influence of the surface symmetry breaking on the magnetism, collapsing and three dimensional dispersion of Co pnictides ACo2As2 (A=Ba, Sr, Ca)
本文用角分辨光电子能谱研究了钴磷族化合物ACo_2As_2(A=Ba,Sr,Ca或Sr和Ca的混合物)的三维电子结构。这些化合物与Fe基超导体是同构的,但在Co $3d$轨道上多了一个电子。从Ba到Ca,它们变得越来越三维,最终形成“塌陷”的四相,其中CoA层之间的距离显着减少。观察到的3D电子结构的周期性在每种情况下都与从块体中平面之间的距离所预期的相匹配。然而,电子结构是更好地拟合由对应于一个平板的计算与2个CoA层比散装结构。我们将此归因于ARPES测量中表面处的3D色散的截断引起的2D电子结构的微妙修改。我们进一步研究这如何影响电子性质。我们发现,尽管这种扭曲,CaCo 2As 2的电子结构基本上是预期的崩溃阶段。电子关联产生的电子结构的重正化的一个因素1.4,这是不受影响的过渡到崩溃状态。另一方面,费米能级的小位移降低了eg带中的态密度,并抑制了CaCo 2As 2中预期的磁性转变。我们的研究表明,观察到的批量周期性是不足以确保批量灵敏度。它进一步提供了直接的信息,三维相互作用的作用,主要是由Co-As杂化,eg和t2 g轨道之间。这也有助于更好地理解铁超导体的电子结构和ARPES测量的有效范围。
2016-12-21 cond-mat.str-el
Nanoscale electronic order in iron pnictides
用As核四极共振方法研究了RFeAsO $_{1-x}$ F $_x$(R=La,Sm)铁磷属元素化物中的电荷分布.而未掺杂和最佳掺杂或过掺杂的化合物具有单一的电荷环境,两个电荷环境中检测到的欠掺杂区域。自旋-晶格弛豫测量表明它们在纳米尺度上共存。与掺杂光谱的定量变化一起,它们指向铁层中的局部电子顺序,其中低掺杂和高掺杂样区域将共存。静态磁性和超导性的相互作用的影响进行了讨论。
2010-09-29 cond-mat.str-el
Ab-initio perspective on structural and electronic properties of iron-based superconductors
2008年铁磷属元素化物和铁硫属元素化物作为一类新的非常规超导体的发现产生了大量的实验和理论工作,这些工作将这些材料确定为具有多轨道物理学的相关金属,其中磁性,向列性和超导性是作为压力和掺杂的函数出现的竞争相。为了确定这些系统中超导性的性质,对这些相的外观的微观理解至关重要。在这里,我们回顾了我们最近的理论努力,从第一原理描述和理解的铁磷属元素化物和硫属元素化物的性质,特别关注(i)压力依赖性,(ii)电子相关的影响和(iii)起源的磁性和超导性。
2016-06-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical Quadrupole Fluctuations and Collective Modes in Iron Pnictide Superconductors
铁pnictides的多频带性质引起了丰富的温度掺杂相图的竞争订单和过多的集体现象。在低掺杂下,四方晶系到正交晶系的结构转变紧随其后的是自旋密度波转变,两者都非常接近超导相。一个关键的问题是高$T_c$超导性的本质及其与轨道有序和磁性的关系。本文利用偏振分辨拉曼光谱研究了NaFe $_{1-x}$ Co $_{x}$ As超导体。拉曼极化率显示在整个相图中的非对称电荷波动的临界增强,这是在温度$θ(\mbox{x})$下$d$波Pomeranchuk不稳定性的前体。的电荷波动解释在四极轨道间的激发,其中的电子和空穴费米面呼吸的相位。在$T_c$以下,临界涨落获得相干性,并经历一种变形,成为一种相干的、具有非凡强度的inap模式。
2016-01-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nematic State of the Pnictides Stabilized by the Interplay Between Spin, Orbital, and Lattice Degrees of Freedom
通过引入晶格自由度,在三轨道($xz$,$yz$,$xy$)自旋费米子模型的非掺杂极限下研究了铁基超导体的超导态.蒙特卡罗模拟表明,为了稳定实验观察到的晶格畸变和有序度,并重现光电子发射实验,{ \it both}需要自旋-晶格耦合和轨道-晶格耦合.它们各自的耦合强度之间的相互作用调节了结构转变温度和Néel转变温度之间的分离。通过数值模拟再现了电阻率各向异性和角分辨光电发射(ARPES)轨道谱权随温度变化的实验结果。
2013-05-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Breaking of four-fold lattice symmetry in a model for pnictide superconductors
在铁基超导体的铁平面三带模型中,我们研究了现场库仑排斥和打破四重晶格对称性的各种机制的相互作用。使用集群微扰理论,使我们能够局部打破x和y方向之间的对称性,而不强加长程磁序。以前研究的各向异性磁耦合相比,轨道有序场和各向异性跳跃。我们发现,一旦现场相互作用足够强,使系统接近自旋密度波,所有三种机制的破缺旋转对称性导致类似的签名。费米能级附近的能带畸变与在xz和yz轨道中发现的总密度之间的差异无关。
2012-05-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Longitudinal magnetoresistance in Co-doped BaFe2As2 and LiFeAs single crystals: Interplay between spin fluctuations and charge transport in iron-pnictides
测量了不同Ba(Fe_(1-x)Co_x)_2As_2单晶和LiFeAs的纵向面内磁电阻(LMR)。对于所有这些化合物,我们发现顺磁相的LMR都是负的,其大小随H^2的增加而增加。我们表明,这种负LMR可以很容易地解释在抑制自旋波动的磁场。在Co掺杂的样品中,发现LMR系数的绝对值随顺磁相中的掺杂含量而减小。在巡游近反铁磁费米液体模型中分析其T依赖性,证明LMR随Co含量的增加呈现出T变化的质的变化。后者发生在反铁磁基态被抑制的最佳掺杂。对LiFeAs中测得的负LMR的相同类型的分析表明,这种化合物处于磁性的边缘。
2013-07-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferroquadrupolar and Ising-Nematic Orders of a Frustrated Bilinear-Biquadratic Heisenberg Model and Implications for the Magnetism of FeSe
受铁硫族化合物性质的启发,我们研究了正方晶格上具有阻挫双线性-双二次相互作用的广义海森堡模型的相图。我们确定零温度阶段与antiferroquadrupolar和伊辛-伊辛阶。量子涨落和层间耦合的影响进行了分析。我们提出的Ising-Einstein秩序作为基础的结构相变中观察到的正常状态的FeSe,并讨论了Goldstone模式的反铁四极秩序的偶极磁波动在这个系统中的作用。我们的研究结果提供了一个相当广泛的角度上的整体磁相图的铁硫属化物和pnictides,并服从新的实验测试。
2015-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Lattice distortions and/or intercalation as ways to induce magnetism in a-FeSi2: a theoretical study
本文采用从头算和模型相结合的方法,从理论上研究了非磁性α-FeSi_2块体通过晶格畸变或轻元素的金属或非金属离子的插入而引起磁性的可能性。我们发现,在一定的局域环境中,畸变确实可以诱导铁原子产生磁矩,但所需的畸变强度往往太大,在实验中难以达到。为此,我们建议使用“化学压力”,即通过轻元素插入α-FeSi 2膜。我们发现其中一些变体具有很好的特性。
2018-05-16 cond-mat.str-el
Structural distortion and incommensurate noncollinear magnetism in EuAg4As2
层状磷属元素化合物材料为研究超导电性、磁性、电荷密度波等各种涌现现象提供了一个富有成效的平台。本文报道了层状磷属元素化合物EuAg $_4$ As $_2$通过输运、磁化、单晶X射线和中子衍射数据观察到的结构畸变和非共线磁性。EuAgPDMATHABMM As $_2$单晶在120 K时出现结构畸变,出现传播矢量分别为$q_1=\pm$(0,0.25,0.5)和$q_2=\pm$(0.25,0,1)的两组超晶格峰。在9 K至15 K之间,六方Eu $^{2+}$子晶格进入非钉扎状态,磁布拉格反射被描绘为圆形扇区。低于9 K,它命令在一个无公度的非共线反铁磁状态与一个定义良好的传播波矢量(0,0.1,0.12),其中的磁性结构是螺旋沿$c$轴和摆线沿$b$轴与6.4 $μ_B$ /Eu $^{2+}$的时刻。此外,EuAg $_4$ As $_2$在磁场作用下具有丰富的磁相,较大的磁电阻,以及载流子与磁性的强耦合.
2020-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tracing magnetism and pairing in FeTe-based systems
为了研究磁性和超导性之间的相互作用,我们监测非超导硫属化物FeTe,并使用自旋极化能带结构方法(LSDA with GGA)从共线和双共线磁性排列开始跟踪其在插入氧、掺杂Se和Fe空位下的转变。我们使用Fe8Te8的超晶胞作为我们的出发点,以便它可以捕获局部磁矩的变化。磁矩的计算值与现有的实验数据吻合得很好,而氧插入导致显着变化的双共线或共线磁矩。这些系统的总能量表明,共线导出的结构是更有利的一个之前,可能的超导转变。使用一个8位贝茨集群为基础的晶格和哈伯德模型,我们表明为什么这种结构有利于电子或空穴配对,并提供线索的铜酸盐,磷属元素化物和硫属元素化物的电荷和自旋配对的共同理解。
2011-10-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Experimental observables near a nematic quantum critical point in the pnictide and cuprate superconductors
新发现的高温超导体SmFeAs(O 1-xFx)表现出明显的方晶格铁离子畸变的铁磁相变。在铜氧化物超导体中也观察到类似的有序。我们提供了一个详细的理论,实验观测附近的这样一个?转变:我们计算的比热,局域态密度(LDOS)和NMR弛豫率1/T_1T的标度。
2008-08-07 cond-mat.str-el
Cooperative effects of Jahn-Teller distortion, magnetism and Hund's coupling in the insulating phase of BaCrO$_3$
我们采用密度泛函理论和动力学平均场论相结合的方法研究了最近合成的绝缘体BaCrO $_3$的电子结构。我们的计算表明,Hund的耦合是负责强相关效应,但不足以把系统绝缘。一个有限的Jahn-Teller畸变提升轨道简并度是必要的,以稳定的绝缘状态与轨道有序和随之而来的磁有序。
2014-02-04 cond-mat.str-el
Intrinsic magnetism in superconducting infinite-layer nickelates
Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$ [1]中超导性的发现引入了一个新的层状镍酸盐超导体家族,该家族现在已经扩展到包括一系列Sr掺杂[2,3]、Pr或La代替Nd [4-6]以及5层Nd $_6$ Ni $_5$ O $_{12}$ [7]。许多研究表明,这些材料中的电子相关性很强[8-14],因此一个中心问题是这些相互作用是否会导致磁性。在这里,我们报告的一系列超导无限层镍酸盐的μ子自旋旋转/弛豫研究。在所有的情况下,我们观察到一个内在的磁性基态,无论稀土离子或掺杂,所产生的局部时刻的镍亚晶格。磁性(可能是反铁磁和短程有序的)与超导性的共存让人想起一些铁磷属元素化物[15]和重费米子化合物[16],并且与掺杂的铜酸盐[17]在性质上不同。
2022-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Co-doping effects on magnetism and superconductivity in the 112-type EuFeAs2 system
EuFeAs 2是目前112型铁磷属元素化物体系中唯一的电中性母相,它的发现为研究元素掺杂对磁性和超导电性的影响提供了新的平台。本文采用固相反应法合成了一系列多晶EuFe 1-yCoyAs 2和Eu0.9Pr0.1Fe1-yCoyAs 2样品,通过电输运和磁化率测量研究了Co掺杂对EuFeAs 2和Eu0.9Pr0.1FeAs2超导性能和磁性的影响。对于EuFe 1-yCoyAs 2,Co掺杂对40 K附近的Eu相关反铁磁(AFM)转变几乎没有影响,而Fe相关自旋密度波(SDW)转变温度迅速下降.同时,SC是由微量的Co掺杂诱导,与最高的转变温度Tc ~ 28 K发现在EuFe 0. 9 Co 0. 1As 2。对于Eu_(0.9)Pr_(0.1)Fe_(1-y)Co_yAs_(2-x)系列,Co掺杂后磁性和超导电性表现出相似的变化,最佳掺杂量y ~ 0.07时,最高Tc提高到30.6 K.我们的研究结果揭示了112型EuFeAs 2系统中SC和SDW与Co掺杂之间的竞争。
2021-07-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Self-consistent spin-wave theory for a frustrated Heisenberg model with biquadratic exchange in the columnar phase and its application to iron pnictides
最近的中子散射研究揭示了铁磷属元素化物磁性的三维特征以及垂直于自旋条纹和平行于自旋条纹的交换之间的强各向异性。本文利用自洽自旋波理论对S = 1的J1-J2-Jc海森堡模型进行了推广研究。提供了两个方案的柱状相的不稳定性的讨论。讨论了面内最近邻之间的双二次交换项的相关性。我们介绍了平均场双二次项使用戴森-马列耶夫和Schwinger玻色子表示。值得注意的是,他们各自的平均场论即使在零温度下也不会导致相同的结果。它们在N 'eel相位中与精确对角化和级数展开进行比较。在双二次交换Jbq的影响下分析了J1-J2-Jc模型,并给出了交错磁化和磁激励的详细描述。双二次交换增加了面内交换常数的重正化,这增强了平行于自旋条纹和垂直于自旋条纹的交换之间的各向异性。应用该模型的铁pnictides,它是可能的复制自旋波色散的CaFe_2As_2在垂直于自旋条纹的方向和垂直于平面。离散性保持在平行于自旋条纹的方向上,这可以通过从S = 1到S = 2来解决。此外,在自洽自旋波理论的动力学结构因子的结果提供。
2011-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping evolution of superconducting gaps and electronic densities of states in Ba(Fe1-xCox)2As2 iron pnictides
对Ba(Fe_(1-x)Co_x)_2As_2(0 < x < 0.2)的正常态和超导态性质进行了大量的量热研究。当x < 0.06(x > 0.06)时,正常态Sommerfeld系数随Co掺杂量的增加而增加(减小),说明磁性和超导电性之间的强烈竞争使Ba(Fe 1-xCox)2As 2占据欠掺杂区的费米面,并填充空穴带.所有的超导样品表现出一个未知来源的零温度极限,这是最小的最佳掺杂,但增加到正常状态的值在强烈的下和过掺杂区域的状态的剩余电子密度。超导态的剩余比热是很好地描述使用两个带模型与各向同性的s波超导间隙。
2010-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of structural distortions on the Ir magnetism in Ba2-xSrxYIrO6 double perovskites
我们探讨的自旋轨道耦合和晶体场分裂的相对强度在Ir 5+化合物Ba 2-xSrxYIrO 6。在强自旋轨道耦合和规则Ir 5+八面体的情况下,预计会出现非磁性J = 0状态;在晶场效应占主导地位的扭曲八面体的情况下,t2 g流形分裂成磁性基态。我们报告的连续过渡的结果,从立方Ba 2 YIrO 6双钙钛矿与理想的八面体的单斜Sr 2 YIrO 6双钙钛矿与扭曲的八面体。我们没有看到一个增强的Ir 5+磁矩的出现在一系列增加的结构扭曲,因为会有显着的晶体场分裂的情况下。通过Ba 2-xSrxYIrO 6系列观察到的接近恒定的磁矩强化了自旋-轨道耦合是决定类钙钛矿结构中铱-氧八面体磁性的主导力的概念
2016-01-06 cond-mat.str-el
Nematic and meta-nematic transitions in the iron pnictides
强相互作用的电子可以表现出新的集体相,其中电子的双相可能是最令人惊讶的,因为它们自发地打破了底层晶格的旋转对称性。最近在铁磷属元素化物和铜酸盐高温超导体中观察到了电子向列性。然而,这种电子单向自组织的趋势是否在这些超导体中具有共同特征,是一个极具争议的问题。在铜酸盐中,向列性被认为是假间隙相的可能来源,而在铁磷属元素化物中,它通常与$T_s$处的四方晶到正交晶结构相变有关。在这里,我们提供的第一个热力学证据BaFe 2(As 1-xPx)2的向列性发展远高于结构转变,并坚持到超导制度,导致一个新的相图惊人的相似的pseudogap相图中的铜酸盐。我们的高灵敏度的磁各向异性测量,使用微悬臂梁扭矩磁力仪下的面内场旋转揭示了显着的两重振荡,打破了四重对称。结合互补的高分辨率同步加速器X射线和电阻率测量,我们的结果一致地确定了两个不同的温度-一个在$T^{\ast}$,表示真正的相变,另一个在$T_s (< T^{\ast})$,我们表明这不是一个真正的相变,而是我们称为“元-相变”,类似于众所周知的变磁转变的磁学理论。我们对超导圆顶上方扩展的超导相的观察表明,向列性主要是由高温超导体的正常状态所固有的电子起源引起的。
2012-07-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of structural distortions on the magnetism of doped spin-Peierls CuGeO3
扩展X射线吸收光谱技术的化学选择性和高灵敏度允许在顺磁相中测定由掺杂在自旋Peierls CuGeO $_3$化合物中引起的结构畸变。分析了杂质浓度、磁性和取代位置(Cu位上的Ni、Mn和Zn杂质,Ge位上的Si杂质)对畸变环境的影响。这导致估计的角度和对距离的变化,并因此评估沿铜链在附近的杂质的磁耦合。发现纯样品中Cu第一近邻之间的反铁磁相互作用在Ni周围减弱,在Mn掺杂的情况下几乎被取消,甚至改变符号,产生Si掺杂的铁磁耦合。更一般地说,在局部尺度上的结构畸变被证明是理解掺杂的自旋Peierls化合物的磁性的关键参数。
2008-08-14 cond-mat.str-el
Crystal structure and high-field magnetism of La2CuO4
利用中子衍射技术研究了在外加磁场和未外加磁场条件下La2CuO4单晶的晶体结构和磁有序性。一个以前未报道的,微妙的单斜晶系的晶体结构偏离正交空间群BMAB的扭曲被检测到。这种畸变也存在于轻掺Sr晶体中。的晶体结构的细化表明,偏离正交对称性主要是由顶端氧原子的位移。观察到一个平面内的磁场驱动的连续重新取向的铜自旋从正交的b轴的c轴,直接确认基于先前的磁阻和拉曼散射实验的预测。还观察到了非化学计量La_2CuO_4的c轴取向场引起的自旋翻转跃迁,但跃迁场(11.5T)明显大于以前的工作.
2006-01-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structure, spin state, and magnetism of the square-lattice Mott insulator La2Co2Se2O3 from first principles
用密度泛函方法研究了新合成的硒氧钴化合物La_2Co_2Se_2O_3(结构类似于超导铁磷属元素化物)的电子和磁性结构.结果表明,该材料是一种莫特绝缘体,并且具有非常稳定的Co ~(2+)高自旋基态,具有类t_2g轨道有序性,计算的晶场激发能证实了这一点.发现正方晶格的Co ~(2+)自旋通过O(Se ~ 2)对次近邻(2nn)有强的反铁(弱铁)磁耦合,对1 nn有中等的反铁磁耦合,其强度比约为10:1:3.目前的研究结果解释了现有的磁性实验数据,平面阻挫(2 × 2)反铁磁结构的预测将激发一个新的实验。
2010-07-21 cond-mat.str-el
Phase separation and phase transitions in undoped and Rh3+ doped iron pnictide CaFe2As2: a Raman scattering study
本研究利用拉曼光谱揭示Ca(Fe1-xRhx)2As2中的相分离、自旋态共存及掺杂诱导的级联相变和重返型磁结构。
2023-08-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetism and local structure in low-dimensional, Mott insulating GdTiO3
阳离子位移,氧八面体倾斜,和磁性的外延,亚铁磁,绝缘GdTiO 3膜之间的立方SrTiO 3层的研究,使用扫描透射电子显微镜和磁化强度测量。随着GdTiO 3膜厚度的减小,结构(GdFeO 3型)畸变减少,伴随着居里温度的降低。铁磁性坚持较小的偏差,从立方钙钛矿结构比散装稀土钛酸盐的情况。结果表明,FM基态受窄带宽、交换和轨道有序性的控制,只有二阶依赖于GdFeO 3型畸变的大小。
2013-09-06 cond-mat.str-el
Lattice distortions, incommensurability, and stripes in the electric model for high-Tc cuprates
基于三带哈伯德模型,研究了高温铜氧化物晶格畸变的条带超导性。利用量子变分蒙特卡罗方法,在晶格畸变的低温四元(LTT)相中确定了一个稳定的非均匀条纹态。基态具有垂直或水平的空穴丰富的阵列共存的几个百分点的晶格畸变诱导的无公度磁性和超导性。超导电性序参量随反铁磁背景的不均匀性振荡,在空穴富集区达到极大值,超导电性凝聚能随掺杂率的降低而降低.
2003-06-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Structural distortion and magnetism of BiFeO3 epitaxial thin films: a Raman spectroscopy and neutron diffraction study
以前的研究的生长条件表明,单相BiFeO 3薄膜只能在一个狭窄的压力-温度窗口,这些薄膜显示出弱的磁矩。在这里,我们更详细地研究了单相BiFeO 3薄膜的结构和磁性通过倒易空间映射,拉曼光谱和中子衍射。X-射线和拉曼光谱数据表明,BiFeO 3结构是tetraphenic为70 nm厚的薄膜和单斜的变化为240 nm厚的薄膜,从而保持不同的散装(菱面体)结构。在240 nm的单斜扭曲膜中子衍射实验允许观察的G-型反铁磁秩序在散装单晶。然而,卫星峰相关的长波长摆线存在于散装BiFeO 3没有观察到。这些研究结果的相关性进行了讨论,为开发的磁电性能的BiFeO 3。
2007-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism in artificial Ruddlesden-Popper iridates leveraged by structural distortions
我们报道了由单层和双层SrIrO $_3$与SrTiO $_3$间隔组成的超晶格中磁相互作用的调谐。磁散射显示占主导地位的$c$轴反铁磁取向的磁矩的双层证明这些系统作为可行的人工类似物的散装Ruddlesden-Popper系列铱酸盐。在两种超晶格中均观察到磁振子能隙,双层中的能隙大小减小到其体结构类似物Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$的近一半。我们将此分配给修改的各向异性交换驱动的弯曲的$c$轴Ir-O-Ir键和随后的局部环境的变化,通过X射线衍射检测和使用自旋波理论建模。这些发现解释了即使是由虹膜状结构中的异质结构驱动的细微结构调制,也是如何通过自旋轨道耦合来驱动磁相互作用的巨大变化的。
2017-07-27 cond-mat.str-el
Magnetism in S=1/2 Double-Perovskites with Strong Spin-Orbit Interactions
我们研究的fcc晶格上的磁性与tetravel扭曲,一般奇异的定向磁相互作用允许的对称性。我们考虑两种模型,对应于一个统一的tetravel扭曲,或一个两个子晶格模型与tetravel螺旋轴。我们建立了他们的低温相图在半经典极限使用经典优化和考虑波动分析和蒙特卡罗模拟。无序有序和交换各向异性机制都有利于磁化的$\langle 110\rangle$易磁化轴。我们还表明,自旋-晶格耦合可以引起一个中间温度的顺磁/正交相,并讨论了过渡到/从这个状态。这些结果是相关的一个家庭的绝缘磁性双钙钛矿,并发现直接应用于铁磁体Ba $_2$ NaOsO $_6$。
2014-08-28 cond-mat.str-el
Bicollinear Antiferromagnetic Order, Monoclinic Distortion, and Reversed Resistivity Anisotropy in FeTe as a Result of Spin-Lattice Coupling
在三轨道自旋费米子模型中,用Monte Carlo方法研究了单斜晶格畸变与自旋费米子序参量之间的耦合$\tilde g_{12}$(具有$B_{\rm 2g}$对称性)对FeTe双共线反铁磁序的稳定性.一个有限的,但很小的值$\tilde g_{12}$是必需的,伴随着晶格畸变与实验兼容,和一个四方单斜过渡强烈的一阶。值得注意的是,这里发现的双共线态显示了平面电阻率与“反向”令人困惑的各向异性发现在运输experiments.Orthorhombic扭曲也被纳入和相图之间的pnictides和硫属化物插值。我们的结论是,这里讨论的自旋-晶格耦合足以解释具有挑战性的性质的FeTe。
2016-06-02 cond-mat.str-el
Stronger quantum fluctuation with larger spins: Emergent magnetism in the pressurized high-temperature superconductor FeSe
在研究压力下高温超导体FeSe中新近观测到的突现磁性时,发现了量子涨落随自旋增大而增强的现象,并发现了一些新的物理现象.从我们的高压X射线精修的实验晶体结构开始,我们从理论上分析了磁有序态的稳定性与现实的自旋费米子模型。令人惊讶的是,我们发现,在磁有序的铁磷族元素相比,在FeSe较大的自旋遭受更强的长程量子涨落,减少其在环境压力下的顺序。这种“失序”的量子自旋液体状态,然后发展到一个有序的状态,由于减弱的波动伴随着阴离子的高度和载流子密度的降低超过1GPa。这种有序性进一步受益于铁轨道有序性,并在1GPa附近表现出观察到的增强。我们进一步澄清了有争议的性质的磁性和它的相互作用与向列性在FeSe在同一个统一的图片为所有铁基超导体。此外,多功能巡游载流子在相空间的大区域内产生有趣的关联金属行为。我们的研究建立了一个通用的例外范例,更强的量子涨落与更大的自旋,补充了绝缘磁性的标准知识。
2022-09-21 cond-mat.str-el
Lattice Distortion and Magnetism of 3d-$t_{2g}$ Perovskite Oxides
利用第一性原理电子结构计算的结果,澄清了四种窄$t_{2g}$带钙钛矿氧化物(YTiO $_3$,LaTiO $_3$,YVO $_3$,和LaVO $_3$)的实验晶格畸变和磁性相互作用的几个令人困惑的方面.首先,我们推导出的有效Hubbard型哈密顿参数的孤立$t_{2g}$带使用新开发的向下折叠方法的动能部分和混合的方法,基于随机相位近似和约束局域密度近似的组合,屏蔽库仑相互作用的一部分。然后,我们使用一些技术,包括平均场Hartree-Fock(HF)近似,相关能的二阶微扰理论,和变分超交换理论解决所得到的哈密顿量。即使晶体场分裂不是特别大以淬灭轨道自由度,晶体畸变对可能的轨道状态的形式施加了严格的约束,这有利于即使在HF水平下在YTiO $_3$、YVO $_$和LaVO $_3$中形成实验观察到的磁性结构。在HF近似下,关联效应系统地改善了与实验数据的一致性。使用相同类型的近似,我们不能再现正确的磁基态的LaTiO $_3$。然而,我们预计,这种情况可能会改变系统地提高处理相关性影响的近似水平。
2006-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spectroscopic evidence for giant orbital moment and magnetic anisotropy induced by local distortions in alpha-CoV2O6
我们提出了一个结合的实验和理论研究的本地磁性的Co离子的自旋链化合物CoV 2 O 6,结晶在两个不同的同素异形相,α-和γ-CoV 2 O 6。使用X射线磁性圆二色性,我们已经发现了一个非常大的和一个温和的轨道贡献的磁性α和γ-CoV 2 O 6,分别。全多重态计算表明,α-和γ-CoV 2 O 6相的磁行为的差异源于CoO 6八面体的不同局部扭曲。特别是,在α-CoV 2 O 6中CoO 6八面体的强压缩导致t2 g和eg轨道的强混合,其通过局部原子库仑和交换相互作用导致异常大的轨道矩。
2013-07-25 cond-mat.str-el
Electronic structure of V$_4$O$_7$: charge ordering, metal-insulator transition and magnetism
用\textit{ab initio}计算方法研究了V-$_4$-O-$_7$的低温相和高温相。在高温下,所有的V原子都是电子等价的,材料是金属的。电荷和轨道的顺序,与V伪金红石链的扭曲,发生在金属-绝缘体的转变。在低温阶段的轨道排序,不同的V $^{3+}$和V $^{4+}$链,可以解释在绝缘阶段的V $_4$ O $_7$的失真模式。在低温相的链内磁耦合原来是反铁磁的,但在不同的V $^{4+}$和V $^{3+}$键非常不同。在转变温度以下形成的V $^{4+}$二聚体形成自旋单线态,但V $^{3+}$离子,尽管二聚化,显然参与磁有序。
2011-09-09 cond-mat.str-el