Magnetic and lattice coupling in single-crystal SrFe$_2$As$_2$: A neutron scattering study
Haifeng Li, Wei Tian, Jerel L. Zarestky, Andreas Kreyssig, Ni Ni, Sergey L. Bud'ko, Paul C. Canfield, Alan I. Goldman, Robert J. McQueeney, David Vaknin
A detailed elastic neutron scattering study of the structural and magnetic phase transitions in single-crystal SrFe$_2$As$_2$ reveals that the orthorhombic (O)-tetragonal (T) and the antiferromagnetic transitions coincide at $T_\texttt{O}$ = $T_\texttt{N}$ = (201.5 $\pm$ 0.25) K. The observation of coexisting O-T phases over a finite temperature range at the transition and the sudden onset of the O distortion provide strong evidences that the structural transition is first order. The simultaneous appearance and disappearance within 0.5 K upon cooling and within 0.25 K upon warming, respectively, indicate that the magnetic and structural transitions are intimately coupled. We find that the hysteresis in the transition temperature extends over a 1-2 K range. Based on the observation of a remnant orthorhombic phase at temperatures higher than \emph{T}$_\texttt{O}$, we suggest that the T-O transition may be an order-disorder transition.
Physical properties in hole-doped SrFe$_{2-x}$Cu$_x$As$_2$ single crystals
本文报道了用自熔法生长的SrFe $_{2-x}$ Cu $_x$ As $_2$单晶的结构、磁性和电子输运性质。SrCu $_2$ As $_2$和SrFe $_2$ As $_2$在室温下均为ThCr $_2$ Si $_2$型(122型)结构,但表现出不同的磁性和电子输运性质。X射线光电子能谱学(XPS)Cu-2 p芯线位置、电阻率、磁化率和正霍尔系数表明SrCu $_2$ As $_2$是一种sp带金属,Cu处于3d $^{10}$电子构型,对应于价态Cu $^{1+}$。与SrCu $_2$ As $_2$相比,SrFe $_{2-x}$ Cu $_x$ As $_2$中几乎不变的Cu-2 p芯线位置表明,部分Cu取代了SrFe $_2$ As $_2$中的Fe,可能导致空穴掺杂,而不是预期的电子掺杂。没有超导电性诱导Cu取代Fe网站,即使结构/自旋密度波(SDW)的转变逐渐抑制Cu掺杂。
Anisotropy in the thermal hysteresis of resistivity and charge density wave nature of single crystal SrFeO3-delta: X-ray absorption and photoemission studies
Evidence for Coexistence of Superconductivity and Magnetism in Single Crystals of Co-doped SrFe$_2$As$_2$
为了研究Co掺杂SrFe $_2$ As $_2$中磁性和超导电性是否共存,我们制备了SrFe $_{2-x}$ Co $_x$ As $_2$,$x$ = 0和0.4的单晶,并通过X射线衍射、零场和外加场(最高达9 T)以及常压和外加压力(最高达1.6 GPa)下的电阻率和磁化率对其进行了表征。当$x$ = 0.4时,在120 K下存在自旋密度波跃迁的磁性和电阻证据,而$T_c$ = 19.5 K -表明磁性和超导性共存。讨论这些结果如何与报道的结果相比,无论是在SrFe $_{2-x}$ Co $_x$作为$_2$和其他掺杂122化合物,给出。
Evidence for Dirac Nodes from Quantum Oscillations in SrFe$_2$As$_2$
本文详细研究了反铁磁有序磷属元素化合物SrFe $_2$ As $_2$随外加磁场与晶轴夹角变化时的量子振荡。我们的测量是在超导磁体中的高质量单晶上进行的,并且在高达60 T的脉冲磁场中,使我们能够从几个小的费米表面口袋观察轨道。我们提取的回旋有效质量$m^{\star}$和频率$F$为这些轨道和跟踪其值的字段旋转远离c轴。虽然在一个轨道上观测到$m^{\star}/F$的恒定比率,正如抛物线带所预期的那样,但在另一个轨道上观测到明显的偏差。我们的结论是,这种偏离点的轨道来自一个带附近的费米能级的狄拉克色散。
Effect of pressure on the structural phase transition and superconductivity in (B$_{1-x}K_x)Fe_2As_2 (x = 0 and 0.45) and SrFe_2As_2 single crystals
本文研究了高压对SrFe $\sim 20$ As $_2$和轻掺Sn的BaFe $_2$ As $_2$结构相变以及(Ba $_{0.55}$ K $_{0.45}$)Fe $_2$ As $_2$单晶超导转变温度和上临界场的影响。所有的转变温度随压力几乎呈线性下降。在压力下,(Ba $_{0.55}$ K $_{0.45}$)Fe $_2$的上临界场曲线$H_{c2}(T)$随着温度下降而跟随零场$T_c$,斜率变化很小。复合$P - T$相图的三个母体化合物,AFe $_2$作为$_2$(A = Ba,Sr,Ca),构建和似乎是非常相似的:(i)具有结构(反铁磁)相变线与负斜率和(ii)显示出新兴的超导状态的迹象,在中压。
Transport and anisotropy in single-crystalline SrFe$_2$As$_2$ and $A_{0.6}$K$_{0.4}$Fe$_2$As$_2$ ($A$ = Sr, Ba) superconductors
我们用助熔剂法成功地生长了高质量的SrFe $_2$ As $_2$和A $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$ As $_2$(A=Sr,Ba)单晶。测量了电阻率、比热容和霍尔系数。对于母体化合物SrFe $_2$ As $_2$,在低温下获得$ρ_c$ / $ρ_{ab}$高达130的各向异性电阻率。在200 K以下,由于SDW的不稳定性,观察到面内和面外电阻率的急剧下降。面内磁电阻的角度依赖性在低于SDW转变温度的ab平面内与场旋转呈现2重对称性。这与SDW态中的条纹型自旋有序相一致。在K掺杂的A $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$ As $_2$(A= Sr. Ba)中,SDW不稳定性被抑制,在35 K以上出现超导电性,T $_c$。H $\parallel$ ab和H $\parallel$ c的上临界场各向异性很小,表明面间耦合在空穴掺杂铁基超导体中起着重要作用。
Impact of the first order antiferromagnetic phase transition on the paramagnetic spin excitations and nematic phase of SrFe$_2$As$_2$
理解铁磷属元素化物超导体中电子相变的性质对于阐明其对高温超导性的影响是重要的。在这里,我们使用传输和非弹性中子散射研究自旋激发和平面电阻率各向异性在单轴压力退孪晶BaFe $_2$ As $_2$和SrFe $_2$ As $_2$,铁磷属元素化物超导体的母体化合物。BaFe $_2$ As $_2$在低于$T_s > T_N\approx 138$ K时表现出弱的一级四方到正交结构和反铁磁(AF)相变,而SrFe $_2$ As $_2$在低于$T_s= T_N\approx 210$ K时具有强耦合的一级结构和AF相变。我们发现,直接签名的SrFe $_2$作为$_2$相比,BaFe $_2$作为$_2$的情况下,持续到较低的温度以上的相变。我们的研究结果支持的结论是,在SrFe $_2$ As $_2$的磁转变的强烈的一阶性质削弱了系统中的磁相变和电阻率各向异性。
Effect of Uniaxial Stress for Pressure-Induced Superconductor SrFe_2As_2
我们报道了单晶SrFe $_2$ As $_2$的压温相图容易受到传压介质流体静力学的影响。对于我们使用的所有三种介质,超导性与零电阻出现,伴随着反铁磁(正交)相的抑制,但临界压力$P_c$被发现依赖于介质的类型。在几乎流体静力学条件下,$P_c$估计为4.4 GPa,但使用在室温下已经固化的介质,其降低至$3.4-3.7$ GPa。建议沿c轴的单轴应力有助于抑制反铁磁(正交)相。本文还报道了BaFe $_2$ As $_2$的压力效应。
In-plane anisotropy of electrical resistivity in the strain-detwinned SrFe2As2
本征的,在平面内的电阻率的各向异性进行了研究的SrFe $_2$作为$_2$的机械解孪单晶的温度以上和以下的耦合结构/磁性转变,$T_{\textrm{TO}}$。电阻率对于沿正交$a_o$方向(反铁磁交替磁矩的方向)的电流流动较小,并且对于沿$b_o$方向(铁磁链的方向)的传输较大,这类似于CaFe $_2$ As $_2$和BaFe $_2$ As $_2$化合物。高能X射线衍射结果证实了SrFe $_2$ As $_2$的一级结构转变,其转变温度和性质不受中等应变的影响。对于小的应变水平,这是刚刚足以detwin的样品,我们发现一个可以忽略不计的影响电阻率以上$T_{\textrm{TO}}$。随着应变的增加,电阻率各向异性开始发展到高于$T_{\textrm{TO}}$,清楚地表明各向异性与对应变的强烈响应的关系。我们的研究表明,电子向列性不能观察到的FeAs基化合物中的结构转变是强烈的一级。
Coexistence of ferromagnetic and stripe antiferromagnetic spin fluctuations in SrCo$_2$As$_2$
我们利用非弹性中子散射研究了SrCo $_2$ As $_2$中自旋涨落的能量和波矢依赖性,该自旋涨落源自SrFe $_{2-x}$ Co $_x$ As $_2$铁磷属元素化物超导体。我们的数据揭示了反铁磁(AF)和铁磁(FM)自旋涨落的共存,它们的波矢分别为$\textbf{Q}_{\rm AF}$ =(1,0)和$\textbf{Q}_{\rm FM}$ =(0,0)/(2,0).通过中子散射结果与动态平均场论计算和角分辨光电子能谱实验结果的比较,我们认为SrCo $_2$ As $_2$中的AF和FM自旋涨落都与费米能级附近的$e_g$轨道的平带密切相关,而与超导SrFe $_{2-x}$ Co $_x$ As $_2$中的$t_{2g}$轨道不同.因此,在SrFe $_{2-x}$ Co $_x$ As $_2$中的Co取代诱导了$t_{2g}$到$e_g$的轨道转换,并且负责不利于单重态配对超导性的FM自旋波动。
Measurement of the c-axis optical reflectance of AFe$_2$As$_2$ (A=Ba, Sr) single crystals: Evidence of different mechanisms for the formation of two energy gaps
本文测量了FeAs基超导体的母体化合物BaFe $_2$ As $_2$和SrFe $_2$ As $_2$的c轴光学反射率。与在SDW态中观察到两个不同能隙的ab平面光学响应不同,\textbf{E} $\parallel$ c轴只能清楚地看到较小的能隙。对于\textbf{E} $\parallel$ ab-平面,在较高能量标度下看到的非常明显的能隙结构几乎不可见。我们提出了一个新的图片的能带结构演变跨越SDW过渡,并提出了不同的驱动机制形成的两个能隙。
Neutron spectroscopic study of crystal-field excitations and the effect of the crystal field on dipolar magnetism in Li$R$F$_4$ ($R$ = Gd, Ho, Er, Tm, and Yb)
本文系统地研究了Li $R$ F $_4$,$R$ = Gd,Ho,Er,Tm和Yb系列稀土磁体中的晶场相互作用。使用详细的非弹性中子散射测量,我们已经能够量化的过渡能量和波函数为每个系统。这使我们能够定量描述的高温磁化率测量的一系列材料,并作出预测的基础上的平均场方法的低温热和量子相变。结果表明,晶体场与声子态的耦合导致了LiTmF $_4$的线形展宽和LiYbF $_4$的能级分裂.此外,使用高分辨率的中子散射从LiHoF $_4$,我们发现异常扩大的晶体场激发,我们归因于磁弹性耦合。
Crystal field states of Tb3+ in the pyrochlore spin liquid Tb2Ti2O7 from neutron spectroscopy
我们报告的飞行时间中子散射测量Tb 3+在Tb 2 Ti 2 O 7的磁谱。的数据,这扩展到120毫电子伏,并校准强度,使我们能够巩固和扩展以前的研究单离子晶体场谱。我们成功地改进了Tb_2Ti_2O_7晶体场势的模型,而不依赖于其他稀土钛酸盐的数据,我们证实了基态是一个非Kramers双峰,|+/-4>组件。我们比较模型与早期的模型。
Interplay between Heavy Fermions and Crystal Field Excitation in Kondo Lattices. Low-Temperature Thermodynamics and Inelastic Neutron Scattering Spectra of CeNiSn
Possible stripe phases in the multiple magnetization plateaus in TbB$_4$ derived from single-crystal neutron diffraction under pulsed high magnetic fields
Magnetic Order of Dresselhaus-type Antiferromagnet EuIr$_4$In$_2$Ge$_4$ Studied by Single Crystal Neutron Diffraction
Materials Sciences Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子力研究机构材料科学研究中心);Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子力研究机构先进科学研究中心);J-PARC center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子力研究机构J-帕克中心);Comprehensive Research Organization for Science and Society(综合科学研究机构);Department of Physics, Tokyo Metropolitan University(东京都立大学物理系);RIKEN Center for Emergent Matter Science(理化学研究所新兴物质科学中心)