Bulk electronic structure of optimally doped Ba(Fe$_{1-x}$Co$_{x}$)$_2$As$_2$
C. Utfeld, J. Laverock, T. D. Haynes, S. B. Dugdale, J. A. Duffy, M. W. Butchers, J. W. Taylor, S. R. Giblin, J. G. Analytis, J. Chu, I. R. Fisher, M. Itou, Y. Sakurai
我们报道了高分辨率的体康普顿散射测量结果,揭示了最佳掺杂的铁砷化物超导体Ba(Fe $_{0.93}$ Co $_{0.07}$)$_2$ As $_2$的费米面。我们的测量结果与电子结构的第一性原理计算一致,揭示了$X$为中心的电子口袋和$Γ$为中心的空穴口袋。此外,我们的数据是一致的强三维性的这些表,已被预测的电子结构计算在本地密度近似最小的位置。非相互作用磁化率$χ_0({\bf q}, ω)$的补充计算表明,由于带间费米面嵌套而产生的宽峰,激发了这类材料的超导性的几种理论,在这个家族中测得的费米面的三维性中幸存下来。
英文摘要:
We report high-resolution, bulk Compton scattering measurements unveiling the Fermi surface of an optimally-doped iron-arsenide superconductor, Ba(Fe$_{0.93}$Co$_{0.07}$)$_2$As$_2$. Our measurements are in agreement with first-principles calculations of the electronic structure, revealing both the $X$-centered electron pockets and the $Γ$-centered hole pockets. Moreover, our data are consistent with the strong three-dimensionality of one of these sheets that has been predicted by electronic structure calculations at the local-density-approximation-minimum As position. Complementary calculations of the noninteracting susceptibility, $χ_0({\bf q}, ω)$, suggest that the broad peak that develops due to interband Fermi-surface nesting, and which has motivated several theories of superconductivity in this class of material, survives the measured three dimensionality of the Fermi surface in this family.
Anisotropic Superconducting Properties of Optimally Doped BaFe$_2$(As$_{0.65}$P$_{0.35}$)$_2$ under Pressure
在不同晶轴方向施加磁场的情况下,对BaFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_{x}$)$_2$($x\approx0.35$)的最佳掺杂单晶进行了压力下的磁性测量,从而跟踪了相干长度和各向异性因子的压力演化。尽管超导临界温度降低,我们的研究表明,压力下的超导性能变得更加各向异性。通过适当的缩放,我们直接将这些性质与BaFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_{x}$)$_2$作为磷含量的函数获得的值进行比较。
Spin anisotropy due to spin-orbit coupling in optimally hole-doped Ba$_{0.67}$K$_{0.33}$Fe$_{2}$As$_{2}$
利用极化非弹性中子散射研究了最佳空穴掺杂铁磷属元素化物Ba $_{0.67}$ K $_{0.33}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$($T_{\rm c}=38$ K)的自旋空间各向异性随温度和能量的变化关系.在超导状态下,虽然磁谱的高能量部分几乎是各向同性的,但低能量部分显示出明显的各向异性,表现为$c$轴极化共振。我们还观察到,在超导Ba $_{0.67}$ K $_{0.33}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$扩展到更高的能量相比,电子掺杂的BaFe $_{2-x}TM_{x}$ As $_{2}$($TM=$ Co,Ni)和等价掺杂的BaFe $_{2}$ As $_{1.4}$ P $_{0.6}$,表明$T_{\rm c}$和自旋各向异性的能量尺度之间的连接。在正常状态下,低能量的自旋各向异性的最佳空穴和电子掺杂的铁pnictides开始在类似的温度下,在该温度下的弹性电阻偏离居里-外斯行为,指出这两种现象之间可能的连接。我们的研究结果突出了自旋轨道耦合的铁pnictides的超导性的相关性。
Evolution of band structure from optimally doped to heavily overdoped Co-substituted NaFeAs
用角分辨光电子能谱研究了NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As从最佳掺杂超导化合物($x=0.028$)到重过掺杂非超导化合物($x=0.109$)的电子结构。与“122”型铁磷属元素化合物的情况类似,我们的数据表明,在NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As中的Co掺杂提供了额外的载流子,并相应地移动了费米能级。在$x=0.109$化合物中,围绕带中心$Γ$的空穴状带移动到更深的结合能,而出现电子口袋。在整个掺杂范围内,我们研究的整体能带重整化基本上保持不变,这表明局部磁/电子相关性不受载流子掺杂的影响。我们推测,流动载流子的巡游特性和局域相互作用之间的平衡可能对超导性起着重要的作用。
Monotonic d-wave Superconducting Gap in Optimally-Doped Bi$_2$Sr$_{1.6}$La$_{0.4}$CuO$_6$ Superconductor by Laser-Based Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
利用超高分辨激光角分辨光电子能谱研究了最佳掺杂Bi $_2$ Sr $_{1.6}$ La $_{0.4}$ CuO $_6$超导体的超导能隙和赝能隙随动量和温度的变化关系。在超导状态下测得的能隙表现出标准的{ \it d}-波形。赝能隙在T $_c$以上的费米面的很大一部分打开,在结区附近形成“费米弧”。在“费米弧”以外的区域,赝能隙具有与超导态类似的能隙大小和动量依赖性,能隙随温度变化很小,在T_PDMATHABMR上没有突变。这些观测结果表明赝能隙和超导能隙是密切相关的,并支持赝能隙是超导能隙的先驱的观点。
Multiple nodeless superconducting gaps in optimally-doped SrTi$_{1-x}$Nb$_{x}$O$_{3}$
我们首次研究了超导SrTi $_{1-x}$ Nb $_{x}$ O $_{3}$的热导率,充分掺杂到接近其最大临界温度。由比热跃变确定的体临界温度发生在比电阻T $_{c}$低得多的温度。热导率,占主导地位的电子的贡献,偏离其正常状态的幅度在散装T $_{c}$,以下的Bardeen-Rickayzen-Tewordt(BRT)的行为,预计由Bogoliubov激发的热传输。在非常低的温度下T-线性项的缺乏排除了节准粒子的存在。另一方面,热传导率的场依赖性指向至少两个不同的超导间隙的存在。最佳掺杂的钛酸锶是一种多能隙无结超导体。
Pressure tuning of Fermi surface topology of optimally doped BaFe$_{1.9}$Ni$_{0.1}$As$_{2}$
采用高压下的电阻测量和同步辐射X射线衍射测量相结合的方法,研究了电子掺杂BaFe $_{1.9}$ Ni $_{0.1}$ As $_{2}$的超导、输运和结构性质.发现该体系的超导转变温度与$c/a$的轴比随压力的增加而降低的方式相似,但在7.5GPa的临界压力下,$c/a$的超导转变温度为零,此时发生了从四方相到塌缩四方相的同构转变。电阻服从线性温度依赖关系,证明了反铁磁自旋涨落输运机制。压力效应的压力诱导费米表面拓扑结构的修改,其中压力抑制准粒子的有效质量和强度的反铁磁自旋涨落导致超导性的降低,相应的框架内解释。在塌缩的四方相中不存在的超导电性被认为是由于反铁磁自旋涨落的完全抑制。
Absence of nodes in the energy gap of the high-temperature electron-doped Pr1.85Ce0.15CuO4-y superconductor using thermal conductivity and specific heat measurements
The spin anisotropy of the magnetic excitations in the normal and superconducting states of optimally doped YBa2Cu3O6.9 studied by polarized neutron spectroscopy
S-wave Superconductivity in Optimally Doped SrTi$_{1-x}$Nb$_x$O$_3$ Unveiled by Electron Irradiation
本文报道了电子辐照SrTi $_{0.987}$ Nb $_{0.013}$ O $_3$单晶的电阻率和磁化率的测量研究。电子辐照引起的点状缺陷使剩余电阻率提高近3倍,但对超导临界温度($T_c$)几乎没有影响。安德森定理的相关性为s波超导序参量的存在提供了有力的证据。较强的散射导致有效相干长度($ξ$)的减小,并且推导出的干净极限相干长度($ξ_0$)在BCS相干长度($ξ_{BCS}$)附近。结合指向多个无节点间隙的热导率数据,当前的结果将最佳掺杂的SrTi $_{1-x}$ Nb $_x$ O $_3$确定为多频带s波超导体。
Evidence for a cos(4φ) Modulation of the Superconducting Energy Gap of Optimally Doped FeTe_{0.6}Se_{0.4} Single Crystals Using Laser Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
$a-b$ Plane Point Contact Spectroscopy measurements of optimally Cobalt doped Ba-122 iron-pnictide superconductors
点接触能谱(PCS)是一种能揭示超导能隙($Δ$)大小和对称性的技术,对铁基超导体等新材料的研究特别有用。PCS通常与扩展的Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)模型结合使用,BTK模型用于从在非常规超导体上获得的PCS数据中提取诸如$Δ$中的节点的存在的信息。BTK模型使用无量纲参数$Z$来量化穿过正常金属-超导体结的势垒强度。我们使用PCS的一个独特功能,允许$Z$的变化,以获得有关$Δ$的关键信息。我们报告了我们对铁基超导体BaFe $_{2-x}$ Co $_{x}$ As $_{2}$单晶的$Z$依赖的$a-b$平面PCS测量。我们的测量表明BaFe $_{2-x}$ Co $_{x}$ As $_{2}$($x$ =0.148)是一个不含节点的双能隙超导体.依赖于$Z$的点接触光谱排除了纯$d$对称性,并且在最佳掺杂下的间隙具有可忽略的各向异性。
Unique Charge-density-wave Order and Fluctuation-induced Phonon Softening in the Optimally-doped Trilayer Cuprate Bi$_2$Sr$_2$Ca$_2$Cu$_3$O$_{10+δ}$
University of Hyogo(兵库大学);National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)(量子科学技术研究开发机构);National Synchrotron Radiation Research Center(国家同步辐射研究中心);Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials (IMRAM), Tohoku University(东北大学先进物质多学科研究所);University of Tokyo(东京大学);National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(产业技术综合研究所)
A Fermi liquid model for the overdoped and optimally doped cuprate superconductors: scattering rate, susceptibility, spin resonance peak and superconducting transition
Zn-Neighbor Cu NQR in Zn-Substituted YBa2Cu3O7-d and YBa2Cu4O8
利用Cu(2)核四极共振(NQR)谱的卫星信号研究了最佳掺杂$_2$(Cu $_{1-x}$ Zn_x)$_3$ O $_{7-δ}$和欠掺杂$_2$(Cu $_{1-x}$ Zn_x)$_4$ O $_8$中Zn附近的局域电子态.从Cu NQR谱的相对强度,卫星信号被分配到Zn邻居Cu NQR线。卫星信号的Cu核自旋-晶格弛豫时间比主信号的短,表明无论是欠掺杂还是最佳掺杂体系,Zn附近的磁关联都局部增强。纯YBa $_2$ Cu $_4$ O $_8$是化学计量的、均匀的、欠掺杂的电子系统;然而,在CuO $_2$平面中的Zn诱导的不均匀磁响应比最佳掺杂的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$更显著。