Local structure studies of the underdoped-overdoped transition in YBa_2Cu_3O_x. Measurement of the yttrium y-ray absorption fine structure
在20-300 K温度范围内,我们测量了YBa_2Cu_3O_x(x=6.801,6.947,6.968,6.984)的扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)。在欠掺杂-过掺杂跃迁中,Y-Cu_2对表现出简谐振动,并在超导相中冻结,而Y-O_2,3对则表现出强烈的非简谐振动,并在T_c处出现奇异性。在欠掺杂制度的平均间距O2,3-Cu 2随着x的增加,由于位移的Cu 2朝向Ba,但O2,3沿c的平均位置几乎不受影响。最佳掺杂是x-T相图中值得注意的一点,也涉及晶格自由度。在这里,O2,3-Cu 2间距(屈曲)是最大的,并且在超导相中,沿着c轴的Cu 2位置与温度无关。在过掺杂制度中,增加x使Cu 2沿着c进一步朝向Ba移位,但O2,3层开始在相同方向上移位,从而减小O2,3-Cu 2间距。
1997-01-29 cond-mat.supr-con
Superconductivity by rare earth doping in the 1038-type compounds (Ca$_{1-x}$RE$_x$)$_{10}$(FeAs)$_{10}$(Pt$_3$As$_8$) with RE = Y, La-Nd, Sm-Lu
本文报道了1038型化合物(Ca $_{1-x}$ RE $_x$)$_{10}$(FeAs)$_{10}$(Pt $_3$ As $_8$)的多晶样品的超导电性。的临界温度是独立的三价稀土元素的使用,产生一个通用的T $_c$($x$)在所有这些系统中的电子掺杂相图。Eu $^{2+}$掺杂样品中不存在超导电性,以及(Ca $_{1-x}$ RE $_x$)$_{10}$(FeAs)$_{10}$(Pt $_3$ As $_8$)与1048化合物的密切相似性证实RE-1038和1048相中的电子掺杂情况与具有更简单晶体结构的其他铁基超导体完全类似。
2014-07-03 cond-mat.supr-con
Co-co-doping effect for (Ca,RE)FeAs2 sintered bulk
研究了Co共掺杂(Ca,RE)FeAs 2((Ca,RE)112:RE = La,Pr)的超导性能。共掺杂提高了(Ca,Pr)112的Tc,而Mn共掺杂抑制了(Ca,RE)112的超导电性。Co共掺杂的(Ca,La)112显示出比无Co的(Ca,La)112大的抗磁屏蔽和更尖锐的超导转变。在电阻率测量中观察到的Tczero通过Co共掺杂从14 K增加到30 K,而Tconset没有增加。Co共掺杂的(Ca,La)112的临界电流密度(Jc)在2K和25 K下分别为约2.1 × 104 Acm-2和3.2 × 103 Acm-2,接近零场。这些相对较高的JCS和大的抗磁屏蔽磁化率测量中观察到的多晶块体建议体超导性的Co共掺杂(Ca,RE)112化合物。
2015-05-27 cond-mat.supr-con
Effect of the chemical pressure on superconductivity and SDW in undoped and 15%F doped La1-yYyFeAsO compounds
我们提出了一个关于钇的部分取代在未掺杂的LaFeAsO和超导LaFeAsO0.85F0.15化合物的镧位的研究。我们制备的样品与标称钇含量高达70%的同时产生的a-和c-晶格参数分别收缩1.8%和1.7%。由具有这种较小离子尺寸的部分取代提供的化学压力导致未掺杂化合物中的自旋密度波温度降低,以及掺杂化合物中的超导转变温度增加。掺氟量为15%的样品在钇取代量为50%时达到最大临界温度40.2 K。与文献数据的比较表明,化学压力不是唯一的机制,大幅调谐TSDW和Tc在1111化合物。我们的数据表明,在La位的部分取代或掺杂引起的结构紊乱也可能发挥重要作用。
2009-04-24 cond-mat.supr-con
FeAs-based superconductivity: a case study of the effects of transition metal doping on BaFe2As2
最近发现的FeAs基超导体是一种新的,有前途的材料,无论是技术还是基础研究。它们提供高达55 K的转变温度,以及基本上各向同性和极大的上限,超导临界场在20 K时超过40 T。此外,它们可能很好地提供了对奇异超导性的深入了解,这种超导性不仅仅局限于基于FeAs的超导性,甚至可能揭示仍然令人困惑的基于CuO的高Tc材料。尽管可以通过多种方式在RFeAsO(R =稀土)和AEFe 2As 2(AE = Ba,Sr,Ca))族中诱导超导性,但是BaFe 2As 2的过渡金属掺杂,例如Ba(Fe 1-xTMx)2As 2,提供了对广泛材料组的最简单的实验途径。在这篇综述中,我们提出了一个概述和总结的效果TM掺杂(TM = Co,Ni,Cu,Pd和Rh)BaFe 2As 2。由此产生的相图揭示了这些化合物的结构,磁性和超导相变之间的相互作用的性质,并描绘了一个区域的相空间,允许超导稳定。
2010-02-03 cond-mat.supr-con
Superconducting Mechanism through direct and redox layer doping in Pnictides
通过在FeAs超导层和REO电荷库层中直接掺杂,讨论了磷属元素化物的超导电性机制。未掺杂的SmFeAsO是电中性的自旋密度波(SDW)化合物,在150 K以下具有磁有序性。超导FeAs层在Fe位掺杂Co和Ni,而REO层在O位掺杂F。在SmFeAsO通过Co的电子掺杂的结果在超导电性与转变温度(Tc)的最大值高达15 K,而F掺杂的结果在Tc高达47 K的SmFeAsO。所有这些REFe/Co/NiAsO/F化合物都是与ZrCuSiAs结构同构的。样品为四方晶系,空间群为P4/nmm。Tc随不同掺杂路线的变化表明了超导电性的结构和发生机制的多样性。氧化还原层掺杂比直接掺杂FeAs超导层更有效。
2012-11-20 cond-mat.supr-con
Superconductivity induced by doping Rh in CaFe2-xRhxAs2
本文报道了用一步固相反应法合成的铁基超导体CaFe_(2-x)Rh_xAs_(2-x),其晶体结构为ThCr_2Si_2型,空间群为I_4/mmm。晶格常数的系统演化表明,Fe离子被成功地取代的Rh。通过增加Rh的掺杂量,母体化合物中的自旋密度波(SDW)跃迁被抑制,出现超导电性。当x = 0.15时,超导转变温度最高为18.5K。直流磁化强度的温度依赖性证实了在15 K左右的超导转变。得到了该体系的一般相图,发现其与Rh掺杂Sr_(122)体系的相图相似。我们的研究结果明确地表明了高d轨道电子掺杂在Ca_(122)化合物中诱导超导电性的可行性,然而,Rh掺杂在FeAs_(122)化合物和FeAs_(1111)系统中的不同效应仍然是一个悬而未决的问题。
2011-03-29 cond-mat.supr-con
The Microstrain-Doping Phase Diagram of the Iron Pnictides Heterostructures at Atomic Limit
提出了铁磷属元素化物的三维相图,其中临界温度取决于FeAs活性层中的电荷密度和微应变。铁pnictides超导体被证明是一个实际实现的异质结构在原子极限由超晶格的FeAs层插入间隔层。我们把我们的兴趣集中在A1-xBxFe 2As 2(122)家族,我们表明,由于有源层和间隔层之间的失配应变,FeAs层具有拉伸微应变。我们确定了掺杂和微应变的临界范围,其中临界温度被放大到其最大值。
2009-05-11 cond-mat.supr-con
Doping and Temperature Dependence of Raman Scattering of NdFeAsO1-xFx (x=0.0, 0.1, 0.2) Superconductor
本文系统地研究了NdFeAsO_(1-xFx)(x = 0.0,0.1,0.2)多晶化合物的Raman光谱随温度和氟浓度的变化。扫描电子显微镜和拉曼显微镜表征表明,多晶样品主要由超导体NdFeAsO_(1-x)Fx化合物和MnP型FeAs相组成,具有不同的特征拉曼谱带。结果表明,氟掺杂导致绝缘体Nd-O层的结构无序和Fe-As振动模的温度系数高。
2008-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Parameter-free expression for superconducting Tc in cuprates
本文导出了层状铜氧化物超导临界温度的一个无参数表达式,它使我们可以用实验测量的参数来表示Tc。它产生的Tc值观察到约30镧,钇和汞为基础的样品的不同水平的掺杂。这种与实验的显着一致性以及不寻常的临界行为和正常状态间隙表明许多铜酸盐接近玻色-爱因斯坦凝聚状态。
1999-03-04 cond-mat.supr-con
Doping-insensitive density-of-states suppression in polycrystalline iron-based superconductor SmO$_{1-x}$F$_{x}$FeAs
利用高分辨角积分光电子能谱研究了铁基超导体SmO_(1-x)F_xFeAs(x=0,0.12,0.15,0.2)的态密度随温度的变化。随着温度的降低,在所有样品中都观察到了态密度的抑制,揭示了两个特征能量标度(10 meV和80 meV)。然而,没有观察到明显的掺杂依赖性。我们认为10 meV的抑制是由于掺杂无关的正常态赝能隙,一旦进入超导态,赝能隙就变成了超导能隙,并警告说80 meV的抑制可能是多晶样品的人为现象。
2008-05-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Correlation-induced self-doping in intercalated iron-pnictide superconductor Ba2Ti2Fe2As4O
用角分辨光电子能谱和局域密度近似与动力学平均场论计算相结合的方法研究了Ba_2Ti_2Fe_2As_4O(Tc -21.5K)的电子结构.费米能级附近的电子态主要由Fe 3d和Ti 3d轨道控制,表明分隔不同FeAs层的间隔层也是金属性的。通过计算费米面片的封闭体积,我们观察到一个大的自掺杂效应,即0.25个电子从FeAs层转移到Ti_2As_2O层,使FeAs层处于空穴掺杂状态。这种奇异的行为是成功地再现了我们的动力学平均场计算,其中的自掺杂效应归因于在Fe 3d壳层的电子关联。我们的工作为铁基超导体提供了一种有效掺杂的替代途径。
2014-09-14 cond-mat.supr-con
Field-doping of C60 crystals: A view form theory
利用场效应对有机晶体进行掺杂的建议引起了人们极大的兴趣。为了评估这种方法的可行性,我们研究了强电场对C60晶体电子结构的影响。通过计算分子的极化和分子能级的分裂随外场的变化,我们可以确定C60的电子结构在多大的场强下基本保持不变,因此可以说是场效应掺杂,也就是说,将载流子置于其他不变的状态。在这些场强之外,电子结构变化如此之大,以至于不再能说是掺杂系统。此外,我们解决了整数掺杂的金属-绝缘体转变的问题,并简要回顾了解释场掺杂的C60的超导转变温度增加的机制,这是插入与卤仿分子。
2003-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Optimum and quasi-optimum doped superconducting phases in FeAs and Fe2As2 superconductors
本文从能量最小原理出发,发展了一个实空间自旋平行超导理论。这个理论成功地为传统和非传统超导体中的许多复杂问题提供了连贯的解释。本文利用上述理论研究了新型氧铌酸盐高温超导体的最佳掺杂问题。在FeAs族中,当x_1 =1/3,1/6和1/8时,存在三个最佳(或准最佳)掺杂相,其涡旋晶格形成正方形或三角形稳定构型。而在Fe_2As_2族中,对于正方形和三角形超导涡旋线晶格,最佳掺杂分别出现在x ~ 2 =2/5和1/2处。
2008-07-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic properties of LaO$_{1-x}$F$_x$FeAs
使用国家的最先进的第一性原理计算,我们已经阐明了复杂的磁性和结构的LaOFeAs掺杂后的依赖。我们的主要发现是,(i)掺杂的结果在正交晶系的基态和(ii)有一个相称的磁结构之间的$x=0.025$和$x=0.04$不相称的过渡。我们的计算进一步暗示,在这个系统中的磁秩序持续到超导性的开始在临界掺杂的$x=0.05$。最后,我们的调查未掺杂的母体化合物揭示了一个异常明显的依赖的磁矩的细节上的交换相关(xc)的功能在计算中使用。然而,对于所有的xc功能的正交结构的选择被发现。
2009-02-27 cond-mat.supr-con
Pressure-Induced Superconductivity from Doping-Induced Antiferromagnetic Phase of 112-type Ca$_{1-x}$La$_{x}$FeAs$_{2}$
研究了压力对112型Ca $_{1-x}$ La $_{x}$ FeAs $_{2}$的反铁磁相变和超导相变的影响,并用压头式压力池测量了面内电阻率$ρ_{ab}$. AFM的相变温度为$T_{\rm N}$ = 47,63和63 K,在环境压力为$x$ = 0.18,0.21和0.26被抑制施加压力$P$,超导性出现在临界压力为$P_{\rm c}$ $\simeq$ 0,1.5和3.4 GPa,分别。相应地,当$x$ = 0.21和0.26时,$T_{\rm N}$对$P$的斜率分别降低为$dT_{\rm N}/P$ $\simeq$ $-$ 15和$-$ 2 K/GPa。因此,尽管AFM相被La掺杂$x$稳定,但AFM相被压力抑制,并且最终出现超导性。
2017-11-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution from Itinerant Antiferromagnet to Unconventional Superconductor with Fluorine Doping in La(O_{1-x}F_{x})FeAs Revealed by ^{75}As and ^{139}La Nuclear Magnetic Resonance
报道了铁基层状La(O_{1-x} F_{x})FeAs(x= 0.0,0.04和0.11)体系中^{75}As和^{139}La核磁共振(NMR)的实验结果。在未掺杂的LaOFeAs中,^{139}La的1/T_1在T_N ~ 142 K处出现一个明显的峰,低于该峰时,由于反铁磁有序(AFM)引起的内部磁场使光谱变宽。在4%F掺杂的样品中,1/T_1T在30 K以下表现出Curie-Weiss温度依赖性,表明AFM自旋涨落随温度的降低而发展。在11%F掺杂的样品中,在1/T_1T范围内,在^{75}As和^{139}La位置都观察到赝能隙行为,能隙值约为172 K。自旋动力学随F掺杂而显著变化,这归因于费米面结构。对于4%和11%F掺杂样品的超导性质,两种化合物的1/T_1在低于T_c处没有表现出相干峰,在低温下遵循T^3依赖性,这表明具有非常规的线节点超导性。讨论了La(O_{1-x} F_{x})FeAs与铜酸盐的异同,并从T_c和1/T_1的F掺杂依赖性出发,讨论了自旋动力学与超导电性的关系。
2008-06-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhancement in superconducting transition temperature and upper critical field of LaO0.8F0.2FeAs with antimony doping
报道了掺锑氧铌酸盐超导体LaO_(0.8)F_(0.2)FeAs_(1-x)Sb_x(x = 0.05和0.10)的合成和表征。掺杂氟的母体化合物LaOFeAs在最大转变温度约28.5 K时表现出超导性[11]。在本文中,我们用Sb部分取代As(LaO_(0.8)F_(0.2)FeAs_(1-x)Sbx),并观察到转变温度提高到30.1K。这是迄今为止唯一的实例,其中Tc随着导电层(FeAs)中的掺杂而增加,并且这导致在任何基于La的氧氮族化合物中的最高转变温度。XRD和EDAX测量证实了样品的相纯度和Sb的存在。磁阻测量表明,上临界场Hc 2(0)值约为73 T,对应于22埃的相干长度。Seebeck系数的测量表明电子输运与电子-电子相关的强贡献。这些结果提供了有趣的洞察这些新系列化合物的超导性的起源。
2008-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Competitions of magnetism and superconductivity in FeAs-based materials
利用数值非限制性Hartree-Fock方法,我们研究了描述新发现的FeAs基超导体的双轨道模型的基态。我们观察到$(0, π)$模自旋密度波的竞争和超导电性随掺杂浓度的变化。在电子掺杂侧可能存在磁性和超导性共存的小区域。超导配对是自旋单线态、轨道偶态和混合s $_{xy}$ + d $_{x^{2}-y^{2}}$波(偶宇称)。
2008-07-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dependence of carrier doping on the impurity potential in transition-metal-substituted FeAs-based superconductors
为了研究类刚性带电子掺杂在何种程度上适用于过渡金属取代的铁基超导体,我们对Ba(Fe $_{1-x}$ Ni $_{x}$)$_2$ As $_2$(Ni-122)和Ba(Fe $_{1-x}$ Cu $_{x}$)$_2$ As $_2$(Cu-122),并将结果与Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_x$)$_2$ As $_2$(Co-122)进行比较。结果表明,Ni 3 $\it{d}$衍生的特征形成于Fe 3 $\it{d}$能带之下,而Cu 3 $\it{d}$衍生的特征形成于更低的能带之下,电子和空穴费米面(FS)体积分别随取代量的增加和减少而增加,与刚性能带模型定性一致.然而,从FS体积(总电子FS体积减去总空穴FS体积)估计的总额外电子数被发现减少从Co-,Ni-,Cu-122为一个固定的标称额外电子数,也就是说,参与形成FS的电子数随着杂质电位的增加而减少。我们发现N $\acute{\rm{e}}$ el温度$T_{\rm{N}}$和临界温度$T_{\it{c}}$最大值是由FS体积决定的,而不是由名义额外电子浓度或取代原子浓度决定的。
2013-01-15 cond-mat.supr-con
Electronic band structure of novel tetragonal BiOCuS as a parent phase for novel layered superconductors
最近,合成了四元BiOCuS,并宣布其为具有Fe-氧氮化合物相关结构的新超导体系。本文基于第一性原理FLAPW-GGA计算,首次研究了BiOCuS的结构参数、能带结构、态密度和电子密度分布。我们的研究结果表明,与相关的类金属FeAs系统不同,BiOCuS相的行为与计算的间接带隙在约0.48 eV的离子半导体。BiOCuS的超导电性可以完全通过掺杂该相来实现。我们的初步结果表明,作为空穴掺杂的结果,[CuS]块成为导电由于混合Cu 3d + S 3 p带位于费米能级附近。对于空穴掺杂BiOCuS的费米面采用准二维字符,类似于FeAs SC。
2009-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Raman spectra in iron-based quaternary CeO$_{1-x}$F$_x$FeAs and LaO$_{1-x}$F$_x$FeAs
在室温下测量了不同氟掺杂的四元铁基CeO $_{1-x}$ F $_x$ FeAs和LaO $_{1-x}$ F $_x$ FeAs的拉曼光谱。对光学模式进行了群分析。基于第一性原理计算,可以相应地分配所观察到的声子模式。在LaO $_{1-x}$ F $_x$ FeAs中,与La的振动有关的E $_g$和A $_{1g}$模随着F掺杂的增加而被抑制。而F掺杂对Fe和As的E-$_g$和A-$_{1g}$模的影响很小。La和As的拉曼模式在稀土取代的CeO $_{1-x}$ F $_x$ FeAs中不存在,并且对应于氧的面内振动的氧的E $_g$模式移动到450 cm $^{-1}$附近并且显示出非常尖锐的峰。电子散射背景较低,电子-声子耦合不明显。在500 cm $^{-1}$以上发现三个特征,可能与多声子过程有关。然而,考虑到它们的能量,它们也可能与磁涨落或d轨道的带间跃迁有关。
2008-06-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Iron-based layered superconductor LaO$_{1-x}$F$_x$FeAs: an antiferromagnetic semimetal
本文采用第一性原理密度泛函理论研究了新发现的超导化合物LaO $_{1-x}$ F $_x$ FeAs。我们发现母体化合物LaOFeAs是一个准二维反铁磁半金属,其载流子主要是电子,磁矩为$2.3μ_B$,位于Fe-Fe正方晶格上的每个Fe原子周围。此外,这是一个相称的反铁磁自旋密度波由于费米面嵌套,这是强大的F掺杂。所观察到的超导现象发生在Fe-Fe反铁磁层上,表明一种新的超导机制,由自旋涨落介导。霍尔测量上的突变进一步预测为母体化合物LaOFeAs。
2008-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Evolution of normal and superconducting properties of single crystals of Na$_{1-δ}$FeAs upon interaction with environment
砷化铁超导体Na $_{1-δ}$ FeAs与环境具有高度反应性。由于Na离子的高迁移率,该反应影响晶体的整个体积并导致有效的化学计量变化。在这里,我们利用这种效应来研究掺杂的演变正常和超导性能的\emph{the same}单晶。通过传输和磁性测量,与空气的受控反应将超导转变温度$T_c$从初始值12 K增加到27 K。在与Apiezon N-润滑脂反应的样品中观察到类似的效果,这减慢了反应速率并导致更均匀的样品。在这两种情况下,随温度变化的电阻率,$ρ_a(T)$,显示出一个显着的变化与曝光时间。在新鲜制备的样品中,$ρ_a(T)$显示出清晰的特征,在四方正交($T_s$ $\approx$ 60 K)和反铁磁($T_m$ =45 K)的转变和超导性的起始$T_{c,ons}$ =16 K和偏移$T_{c,off}$ =12 K。暴露的样品示出$T_c,ons$线性变化的$ρ_a(T)$高于$T_c,ons$ =30 K($T_{c,off}$ =26 K),这表明所观察到的掺杂演变的体特征,并暗示在最佳掺杂的量子临界点的存在。对于不同的掺杂水平的电阻率的影响低于$\sim$ 200 K,表明存在的特征能量尺度,终止$T-$线性制度,这可以被识别与赝隙。
2011-10-01 cond-mat.supr-con
First-principles Studies for the Hydrogen Doping Effects on Iron-based Superconductors
用第一性原理计算研究了铁基超导体LaFeAsO_(1-y)中的氢掺杂效应,探讨了氢掺杂显著提高超导转变温度的原因。目前的计算表明,一个稳定的氢阳离子靠近铁原子吸引一个负电荷的FeAs层,并导致有利于进一步的高温转变的结构畸变。事实上,随着氢掺杂量的增加,在所采用的超晶胞上平均的晶格常数a收缩,然后平均的As-Fe-As角接近109.74度。此外,计算澄清了溶质氢的电子掺杂效应和由此产生的费米能级移动。这些见解是有用的高转变温度的铁基超导体的设计。
2011-03-18 cond-mat.supr-con
Superconductivity by transition metal doping in Ca$_{10}$(Fe$_{1-x}$M$_x$As)$_{10}$(Pt$_3$As$_8$) (M = Co, Ni, Cu)
我们报道了在1038相母体化合物Ca $_{10}$(FeAs)$_{10}$中成功地用钴、镍和铜取代铁(Pt $_3$作为$_8$),产生Ca $_{10}$(Fe $_{1-x}$ Co $_x$ As)$_{10}$(铂$_3$作为$_8$),钙$_{10}$(Fe $_{1-x}$ Ni $_x$ As)$_{10}$(Pt $_3$ As $_8$)和Ca $_{10}$(Fe $_{1-x}$ Cu $_x$ As)$_{10}$(Pt $_3$ As $_8$)。在Co和Ni掺杂的化合物中诱导超导电性,达到高达15 K的临界温度,类似于已知的Pt取代的Ca $_{10}$(Fe $_{1-x}$ Pt $_x$ As)$_{10}$(Pt $_3$ As $_8$),而在Ca $_{10}$(Fe $_{1-x}$ Cu $_x$ As)$_{10}$(Pt $_3$ As $_8$)中没有检测到超导电性。所获得的Tc(x)相图与其他砷化铁超导体的相图非常相似,表明尽管1038型化合物的结构更复杂,但具有相当普遍的行为,其中物理性质主要由FeAs层决定。
2014-07-11 cond-mat.supr-con
Superconductivity in Co-doped SmFeAsO
本文报道了SmFe_(1-x)CoxAsO(x=0.10,0.15)的合成和基本表征。母体化合物SmFeAsO本身不是超导的,但在150 K附近显示出反铁磁顺序,这必须在超导性出现之前通过掺杂来抑制。在15 K时,Fe As晶面中Co的掺杂破坏了反铁磁有序结构,出现了超导电性。类似于LaFe 1-xCoxAsO,SmFe 1-xCoxAsO系统似乎容忍相当大的障碍中的FeAs平面。这一结果是重要的,它表明了铜系超导体与铁基砷化物超导体的区别。
2008-09-01 cond-mat.supr-con
Computational design of new superconducting materials and their targeted experimental synthesis
该研究回顾了2015-2021年超导氢化物进展,提出理论-实验算法分析超导性质,并展示了计算预测与实验合成相结合的有效性。
2023-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Systematic Study on Fluorine-doping Dependence of Superconducting and Normal State Properties in LaFePO1-xFx
我们研究了多晶LaFePO 1-xFx的晶格常数,输运和比热的氟掺杂依赖性。F掺杂使面内晶格常数略有单调减小。在正常状态下,低温电阻率与温度的平方成正比,电子比热系数较大,表明该体系存在适度的电子-电子关联。霍尔系数具有很大的数值,并表现出很大的温度依赖性,表明该系统中的低载流子密度和多载流子。上临界场的温度依赖性表明该系统是一个双能隙超导体。在该体系中,F掺杂对这些性质的依赖性很弱,而在FeAs体系(LaFeAsO)中,F掺杂引起电子性质的大的变化。这种差异可能是由于在这两个系统中的晶格的不同的F掺杂的依赖性。结果表明,这种铁磷属元素化合物的纯电子掺杂对电子性质的影响很弱。
2009-10-09 cond-mat.supr-con
Transport properties and anisotropy in rare earth doped CaFe2As2 single crystals with Tc above 40 K
本文报道了电子掺杂单晶Ca_(1-x)Re_xFe_2As_2(Re = La,Ce,Pr)在40 K以上的超导电性。X射线衍射图表明高的结晶质量和c轴取向。用稀土部分取代Ca,完全抑制了母体化合物CaFe_2As_2中的电阻率异常,超导转变温度高达43 K,高于用过渡金属取代Fe离子的电子掺杂FeAs-122化合物中的值,甚至超过了空穴掺杂体系中观察到的最高值,其转变温度高达38 K。用沿b面和c轴的磁场确定了上临界场,得到了2~3的各向异性。霍尔效应测量表明,在这种材料中的导电是由电子类载流子。我们的研究结果明确地表明,通过电子掺杂使用异价稀土取代到碱土金属网站,这应该增加更多的成分的铁基超导体的基本物理诱导超导电性的Ca 122化合物的可行性。
2011-06-21 cond-mat.supr-con
Doping-Enhanced Antiferromagnetism in Ca1-xLaxFeAs2
在铁磷氧化物中,通过掺杂抑制反铁磁性后出现高温超导性。在这里,我们表明,反铁磁性的Ca $_{1-x}$ La $_x$ FeAs $_2$是强大的反对,甚至通过掺杂增强。利用$^{75}$ As-核磁共振和核四极共振技术,我们发现在高掺杂浓度($x$ = 0.15)下,在低于Néel温度$T_{\rm N}$ = 62 K时出现反铁磁有序,在转变温度$T_{\rm c}$ = 35 K时出现超导性.出乎意料的是,$T_{\rm N}$随着掺杂的增加而增强,在$x$ = 0.24时上升到$T_{\rm N}$ = 70 K。所得相图丰富了铁基高$T_{\rm c}$超导体物理。
2015-11-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity induced by doping Pd in SrFe2-xPdxAs2
采用固相反应法合成了掺Pd的SrFe_(2-x)Pdx_(As_2)超导体。晶格常数的系统演化表明,Fe离子被成功地取代的Pd。通过增加Pd的掺杂含量,母相的反铁磁状态被抑制,并且在约x=0.05的掺杂水平下诱导超导性。在x = 0.15的掺杂水平下实现了具有约8.7 K的最大转变温度Tc的超导电性。的一般相图的Tc与x得到,并发现是类似的情况下,Ni和Co掺杂的Fe网站。我们的研究结果表明,超导电性可以很容易地诱导在FeAs家庭通过添加电子到系统中,无论与过渡金属的3d或更高的d-轨道电子。
2009-03-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of 3d Transition Metal Doping on the Superconductivity in Quaternary Fluoroarsenide CaFeAsF
我们研究了3d过渡金属元素(TM:Cr,Mn,Co,Ni和Cu)在四元氟砷化物CaFeAsF,1111型母体化合物LaFeAsO的类似物的Fe位的掺杂效果。在~120 K时,在母体化合物的电阻率(ρ)与温度(T)的关系图中观察到的异常被每个TM元素的掺杂所抑制。此外,Co-和Ni-掺杂(CaFe 1-xTMxAsF,TM = Co,Ni)诱导超导性,其转变温度在标称x = 0.10(22 K)和x = 0.05(12 K)处最大化。这些最佳掺杂水平可以通过考虑与Co 2+(3d 7)相比,Ni 2+(3d 8)向FeAs层添加双电子来理解。增加Co或Ni的x破坏了超导电性,同时仍然保持金属性质drho/dT > 0。这些观察结果表明,Co和Ni作为电子供体。相反,Cr、Mn和Cu掺杂均不诱导超导电性,在ρ-T异常温度以下产生drho/dT < 0,表明这些过渡金属离子充当散射中心。TM取代Fe位的两种不同的行为进行了讨论与掺杂的晶格常数的变化。
2009-03-04 cond-mat.supr-con
Doping effects of Cr on the physical properties of BaFe$_{1.9-x}$Ni$_{0.1}$Cr$_{x}$As$_{2}$
利用弹性中子散射、高分辨同步辐射X射线衍射(XRD)、电阻率和霍尔输运测量等方法,对重掺Cr的铁磷属元素化合物BaFe $_{1.9-x}$ Ni $_{0.1}$ Cr $_{x}$ As $_{2}$进行了系统的研究。中子衍射实验表明,当Cr的掺杂浓度从0增加到0.8时,在整个掺杂范围内,共线反铁磁性持续存在,其中Néel温度$T_N$与四方晶到正交晶的结构转变温度$T_s$相一致,均保持在35 K左右.另一方面,磁有序矩在增加$x$内增加,直到$x=$ 0.5,然后随着进一步增加$x$而减小。粉末XRD图的详细细化揭示了Cr取代实际上沿着$c-$轴拉伸FeAs $_4$四面体并将砷高度抬离Fe-Fe平面。输运结果表明,电荷载流子变得更加本地化后,Cr掺杂,然后从电子型到空穴型$x=$ 0.5左右的变化。结果表明,铁磷属化合物的有序磁矩和有序温度可以通过化学掺杂分别实现解耦和调谐。
2018-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping Dependence of Superconductivity and Lattice Constants in Hole Doped $La_{1-x}Sr_xFeAsO$
用固相反应法制备了Sr含量达0.13的空穴掺杂$La_{1-x}Sr_xFeAsO$超导体。结果表明,在母相中掺杂空穴可以抑制150 K附近的电阻率突变和低温下的电阻率上升。有趣的是,超导转变温度$T_c$和晶格常数(a轴和c轴)都随着空穴浓度单调增加,与电子掺杂侧形成鲜明对比,在电子掺杂侧,$T_c$随着晶格常数的持续收缩而增加,或者通过将更多的氟或氧空位掺杂到系统中。实验结果表明,在具有单一FeAs层的LaFeAsO体系中,通过用二价Sr取代三价La来掺杂空穴可以诱导超导性,并且该体系中的$T_c$在电子掺杂侧和空穴掺杂侧表现出对称性。
2008-06-12 cond-mat.supr-con
Funtional Renormalization Group Study of the Pairing Symmetry and Pairing Mechanism of the FeAs Based High Temperature Superconductors
我们应用费米子泛函重整化群方法确定了GaAs基材料的配对对称性和配对机制。在具有纯排斥作用的五带模型中,我们发现了电子驱动的超导对不稳定性。对于我们已经研究的掺杂和相互作用参数,扩展的s波,其序参量在电子和空穴袋上呈现相反的符号,总是最有利的配对对称性。配对机制是由反铁磁关联产生的费米面间约瑟夫森散射。
2009-01-30 cond-mat.supr-con
Enhancement of low-frequency fluctuations and superconductivity breakdown in Mn-doped La$_{1-y}$Y$_{y}$FeAsO$_{0.89}$F$_{0.11}$ superconductors
本文报道了最佳电子掺杂的$_{1-y}$ YPDMATHABMO $_{1-x}$ MnPDMATHABMQ AsO $_{0.89}$ F $_{0.11}$超导体的$^{19}$ F NMR测量结果。在这些材料中,Mn掺杂对超导相的影响被研究为两个系列的化合物($y= 0$和$y= 0.2$),其中化学压力通过用Y取代La而变化。在$y=0.2$系列的超导电性抑制Mn含量的一个数量级大于$y=0$系列。对于这两个系列的$^{19}$ F NMR核自旋-晶格弛豫速率$1/T_1$峰值出现在Mn掺杂后,并得到显着增强接近超导相和磁相之间的量子相变。$^{19}$ F NMR线宽测量表明,对于类似的Mn含量磁相关性更明显的$y=0$系列,在方差与人们所期望的$\vec Q=(π/a,0)$自旋相关性。这些观察结果表明,Mn掺杂倾向于减少在$\vec Q=(π/a,0)$的波动,并提高其他低频模式。这种转移的光谱重量的超导配对的效果进行了讨论,以及由Mn引起的电荷本地化。
2015-04-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effects of cobalt doping and three-dimensionality in $BaFe_2As_2$
利用第一性原理电子结构方法,研究了Co杂质在Ba-122铁磷属元素化物超导体中作为掺杂剂和散射中心的双重作用.发现Co原子掺杂FeAs平面,在那里它是一个单一的离域电子所处的预期,但也引起了强烈的扰动的SDW的基态的系统。这反过来又会引起附近平面的状态密度的条纹状调制,这在STM实验中可以观察到。发现该缺陷具有中等强度的磁散射势,其范围约为1埃,而Co引起较小但较长范围的磁散射势。两个沟道中的杂质势是高度各向异性的,反映了SDW基态的对称性破缺。我们给出的值为每个d轨道上的杂质和附近的网站的有效Co电位。计算还显示了一个明确的本地共振Co态约200 meV以上的费米能级,在定量协议与STM最近的报告。最后,我们讨论了122材料的有效维数的问题,并表明,杂交的异相的原子导致更高的态密度之间的FeAs平面相对于1111对应物。
2009-07-21 cond-mat.supr-con
Copper doping effects on the superconducting properties of Sm-based oxypnictides
本文系统研究Cu掺杂Sm1111氧磷族化合物,结合实验表征与DFT计算,揭示Cu取代Fe导致晶格膨胀、强无序散射、Tc抑制及金属—绝缘体转变。
2024-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping - dependent anisotropic superconducting gap in Na$_{1-δ}$(Fe$_{1-x}$Co$_x$)As
在自掺杂Na $_{1-δ}$ FeAs(从欠掺杂到最佳掺杂,$T_c$从14 K到27 K)和电子掺杂Na(Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$)As的单晶中测量伦敦穿透深度,其中$x$范围从未掺杂、$x=0$到过掺杂$x= 0.1$。在所有样品中,穿透深度的低温变化表现出幂律依赖性,$Δλ(T) = AT^n$,其中指数以圆顶状方式从欠掺杂侧的$n \sim 1.1$变化,在最佳掺杂侧达到最大值$n \sim 1.9$,并且在过掺杂侧再次降低到$n \sim 1.3$。虽然带隙结构的各向异性遵循普遍的圆顶状演化,但最佳掺杂下的指数$n \sim 1.9$低于其他电荷掺杂的Fe基超导体(FeSC)。在最佳掺杂下的全温度范围超流体密度$ρ_s(T) = (λ(0)/λ(T))^2$也明显不同于其他电荷掺杂的FeSC,但类似于被认为是最佳掺杂下的节点磷属元素化物的异丙基取代的BaFePDMATHABMY(AsPDMATHABMOPPDMATHABMZ)$_2$.这些结果表明,Na(Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$)As中的超导能隙即使在最佳掺杂下也是高度各向异性的。
2012-07-05 cond-mat.supr-con
Phonon Density of States in Nd(O$_{1-x}$F$_{x}$)FeAs
本文报道用非弹性x射线散射测量铁氧铌酸盐超导体中的声子态密度。一个很好的协议从头计算,不考虑强的电子相关性被发现,并观察到这些化合物的F掺杂下的声子分支的不可预测的软化。拉曼散射实验使我们得出结论,这种软化是不相关的区域中心声子,因此意味着在有限的动量转移Q的相关声子分支的重要软化。
2008-09-17 cond-mat.supr-con
Superconductivity induced by doping Platinum in BaFe2As2
通过在BaFe_2As_2中用5d过渡金属Pt取代Fe,成功地合成了BaFe_(2-x)Ptx_2As_2超导体。晶格常数的系统演化表明Pt离子成功地取代了Fe离子。通过增加Pt的掺杂含量,母相的反铁磁有序和结构转变被抑制,并且在约x = 0.02的掺杂水平下出现超导电性。在x = 0.1的掺杂水平下,我们得到了约25 K的最大转变温度Tc。同步辐射粉末x射线衍射表明,电阻率异常与结构转变相一致。在x = 0.1左右的掺杂水平下,测量了不同磁场下的超导转变,在Tc附近的斜率为-dHc ~ 2/dT = 5.4 T/K。建立了Pt掺杂122体系的相图。我们的研究结果表明,超导电性也可以很容易地诱导在FeAs家族通过取代Fe与Pt,与几乎相似的最高转变温度掺杂Ni,Co,Rh和Ir。
2010-04-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inelastic X-ray Scattering Study of superconducting SmFeAs(O$_{1-x}$F$_{y}$) Single Crystals: Evidence for Strong Momentum-Dependent Doping-Induced Renormalizations of Optical Phonons
本文报道了SmFeAsO和超导SmFeAsO $_{0.6}$ F $_{0.35}$单晶晶格动力学的非弹性X射线散射实验。特别注意的是沿[100]方向的三个光学模式接近23 meV,偏振的FeAs平面的色散。值得注意的是,这些模式中的两个强烈重整化氟掺杂。这些结果提供了显着的洞察的能量和动量的依赖性的晶格的耦合到电子系统,并强调自旋-声子耦合的重要性,在超导铁磷属元素化物。
2010-01-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interpretation of high-pressure experiments on FeAs superconductors
在最近的两篇文章(cond-mat/0606177和arXiv:0804.1615)中,我们提出了一个基于实空间自旋平行电子配对和超导机制的超导统一理论,并表明在新发现的LaO{1-x}F{x}FeAs(x 0 =1/7=0.1428)和SmO{1-x}F{x} FeAs(x 0 =1/6=0.1667)中,可以分别预期稳定的六方和四方涡旋晶格(最佳掺杂相)。本文在上述理论的基础上,从理论上研究了流体静压和各向异性压力对铁基层状超导体超导转变温度Tc的影响。我们的研究结果表明,一个强大的掺杂依赖的压力对该化合物系统的Tc的影响。在高静水压下,当x> x 0时dTc/dP为负值(所谓的过掺杂区),当x<x 0时dTc/dP为正值(所谓的欠掺杂区)。定性地说,我们的发现与LaO{1-x}F{x}FeAs(x=0.11<1/7)(arXiv:0803.4266)和SmO{1-x}F{x}FeAs(x=0.13<1/6和x=0.3>1/6)(arXiv:0804.1582)的现有实验数据很好地一致。此外,过掺杂和欠掺杂的样品的Tc示出了在电荷条纹方向上的单轴压力的增加和在垂直于条纹的方向上的压力的减少。我们认为,负责的压力效应的机制是不是特定的铁基家庭,它也可能适用于其他超导材料。
2008-05-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nodal Spin Density Wave and band topology of the FeAs based materials
最近发现的基于FeAs的材料在未掺杂状态下表现出$(π,0)$自旋密度波(SDW),其在掺杂时让位于超导性。在这里,我们表明,由于一个有趣的拓扑结构的能带结构,SDW状态不能获得一个完整的间隙。这在简化的两带模型和更现实的5带模型的SDW平均场论内被证明。两种模型中节点的位置不同,可以用来检测两种模型的有效性。
2009-03-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Structural and magnetic phase transitions in triclinic Ca10(FeAs)10(Pt3As8)
本文报道了三斜晶系Ca_(10)(FeAs)_(10)(Pt_3As_8)的结构和磁性相变。高分辨X射线粉末衍射结果表明,在Ts ~ 120 K时,面内(a,b)晶格参数发生分裂。在Ca_(10)(Fe_(1-x)Pt_xAs)_(10)(Pt_3As_8)(x = 0.03)中,Pt的掺杂减弱了畸变,使相变温度移到80 K。muSR实验表明,在Ts附近的磁序和一个广泛的磁相变的发病。与砷化铁超导体的其他母体化合物相比,Ca 10(FeAs)10(Pt 3As 8)中的结构转变没有对称性破缺。
2012-12-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution of Critical Current Density in CaKFe$_4$As$_4$ with La-doping
该研究生长La掺杂CaKFe4As4单晶,揭示掺杂对Tc、Jc、峰值效应及各向异性的影响,并比较FeAs面内外无序的作用。
2024-12-05 cond-mat.supr-con
Impurity Scattering Effect on Superconductivity and the Violation of Anderson Theorem in Ba(Fe_{1-x}Co_x)_2As_2 Single Crystals
测量了宽掺杂区Ba(Fe_{1-x} Co_x)_2As_2单晶的低温比热和电阻率。在低温极限范围内,所有样品的残余比热系数γ_0都很大。T_c附近的比热跃变ΔC/T|_{T_c}和上临界场H_{c2} ^c(H|| c)也是确定的。发现-γ_0、ΔC/T|_{T_c}、\sqrt{H_{c2}^c}和T_c都具有类似的随掺杂的演变。所有这些都可以很好地理解在S $^\pm$配对对称性的模型,当帐户作为单一的散射中心在FeAs平面的Co掺杂剂。我们的研究结果为GaAs基超导体中Anderson定理的违反提供了直接的证据。
2009-06-30 cond-mat.supr-con
Pressure Effects on the Superconducting and Spin-Density-Wave States of the Newly Discovered Sm(O1-xFx)FeAs
已发现Tc高于40 K的高温超导体是强关联电子系统,具有层状结构。在这些规则的指导下,Kamihara等人在层状La(O 1-xFx)FeAs中发现了高达26 K的Tc。通过用离子半径较小的三价稀土元素RE代替La,Tc随后提高到41-52 K。已经提出了许多理论模型,强调在这个化合物系统中的超导性的重要的磁性起源和可能的进一步的Tc增强RE(O 1-xFx)FeAs的压缩。后来的预测似乎支持的压力引起的Tc增加La(O0.89F0.11)FeAs观察。在这里,我们表明,与以前的预期相反,压力可以抑制或提高Tc,这取决于掺杂水平,这表明Tc超过50的K可能只会发现在尚未发现的化合物系统相关,但不同于R(O 1-xFx)FeAs和La(O 1-xFx)FeAs和Sm(O 1-xFx)FeAs的Tc可能会进一步提高到50的K。
2008-08-04 cond-mat.supr-con
The Tetragonal to Orthorhombic structural phase transition in multiband FeAs-based superconductors
本文报道了在300 ~ 95 K温度范围内,FeAs基超导体的X射线粉末衍射随温度的变化。在NdOFeAs的情况下,我们已经检测到的结构相变的四方相,与P4/nmm空间群,正交相,与Cmma空间群,在一个广泛的温度范围从150 K到120 K,中心在T0 137 K。这种转变减少了约30 K,由内部化学压力从LaOFeAs到NdOFeAs。相反,从LaOFeAs到NdOFeAs掺杂样品,超导临界温度从27 K增加到51 K。在所有未掺杂的1111和122系统中的FeAs层遭受拉伸失配应变。在1111和122样品中,拉伸失配应变减小,并且在最佳掺杂下,失配应变接近于零。结果表明,正常条纹正交Cmma相与超导四方相竞争。在斜方晶团簇中,电荷只能沿b方向的条纹移动,并通过磁相互作用而局域化。
2009-01-12 cond-mat.supr-con
Electronic Structure, Topological Phase Transitions and Superconductivity in (K,Cs)xFe2Se2
本文给出了新型空穴掺杂高温超导体(Tc~ 30 K)KxFe_2Se_2和CsxFe_2Se_2的LDA能带结构,并与同结构FeAs超导体BaFe_2As_2(Ba_(122))的电子结构进行了比较。我们发现,化学计量的KFe_2Se_2和CsFe_2Se_2与Ba_(122)相比具有相当不同的费米面。然而,在约60%的空穴掺杂的新材料的费米面非常类似的Ba 122。在这些掺杂之间,我们观察到一些拓扑费米表面转换附近的G点的布里渊区。新系统的超导转变温度Tc明显地由费米能级处的总态密度决定。
2010-12-30 cond-mat.supr-con
Superconducting and critical properties of PrOFe0.9Co0.1As: effect of P doping
PrOFe_(0.9)Co_(0.1)As是一种超导体,其超导温度约为14 K。在试图诱导电荷转移,也诱导化学压力之间的FeAs和PrO层,我们已经合成了第一次oxypnictides的类型PrOFe0.9Co0.1As1-xPx(P掺杂在As网站)。所有化合物均为四方ZrCuSiAs型结构(空间群= P4/nmm)。在PrOFe_(0.9)Co_(0.1)As中,当P离子以0.13K/at的低速率取代As时,晶格常数a和c减小,而TC减小。对于x > 0.1,P的%。的不可逆场(Hirr)和临界电流密度(JC),使用交流磁化率测量得到的被发现单调减少与增加的“P”浓度。“Hirr”被观察到比HC 2小得多,指向非常低的钉扎能量。使用现场输运和交流磁化率测量获得的钉扎势显示约40 meV的低值,并且随着P取代没有显着变化。
2011-04-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competing Orders and Spin-Density-Wave Instability in La(O$_{1-x}$F$_x$)FeAs
不同有序相之间的相互作用,例如超导、电荷或自旋有序相,是凝聚态物理的中心兴趣。最近在铁基氧铌酸镧La(O $_{1-x}$ F $_x$)FeAs中发现了T $_c$ = 26 K的超导电性,这对科学界\cite{Kamihara08}来说是一个惊喜。纯LaOFeAs本身不是超导的,但在150 K附近的电阻率和直流磁化率都显示出异常。在这里,我们提供了实验和理论相结合的证据表明,异常是由自旋密度波(SDW)不稳定性,和电子掺杂F抑制SDW不稳定性和恢复的超导电性。因此,La(O $_{1-x}$ F $_x$)FeAs提供了一个令人兴奋的新系统,在层状化合物中显示竞争秩序。
2008-03-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Water-induced superconductivity in SrFe2As2
人们一直认为,FeAs基高转变温度(high-Tc)超导体需要通过异价离子替代或大的偏离化学计量比的电子或空穴掺杂来诱导超导电性。我们报道了未掺杂的SrFe_2As_2外延薄膜暴露于水蒸气中会引起超导转变。这些薄膜表现出较高的起始Tc(25 K)和较大的磁场各向异性比那些掺杂的钴SrFe_2As_2外延薄膜,这表明所观察到的超导转变的机制不同于异价离子掺杂的SrFe_2As_2。这一发现为在FeAs基超导体中诱导具有更高Tc的超导电性提供了一种新的途径。
2009-03-22 cond-mat.supr-con