Transition-metal substitution in Fe pnictides leading to superconductivity is usually interpreted in terms of carrier doping to the system. We report on a density functional calculation of the local substitute electron density and demonstrate that substitutions like Co and Ni for Fe do not carrier dope but rather are isovalent to Fe. We find that the extra d electrons for Co and Ni are almost totally located within the muffin-tin sphere of the substituted site. We suggest that Co and Ni act more like random scatterers scrambling momentum space and washing out parts of the Fermi surface.
Phase diagram of the isovalent phosphorous-substituted 122-type iron pnictides
最近的实验表明,等价掺杂体系给出了与异价掺杂情况相似的相图。例如,在磷(P)掺杂的情况下,BaFe $_{2}$(As $_{1-x}$ P $_{x}$)$_{2}$化合物中的磁序首先被抑制,然后超导圆顶出现到扩展的掺杂区域,但最终在大的$x$处消失。利用BaFe $_{2}$ As $_{2}$和BaFe $_{2}$ P $_{2}$的最小双轨道模型,结合自洽晶格Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,计算了P含量对相图$x$的影响。我们表明,我们的数值计算结果可以定性地与实验测量。
Thermopower as sensitive probe of electronic nematicity in iron pnictides
本文研究了EuFePDMATHABMM(As $_{1-x}$ P $_{x}$)$_2$退孪晶单晶的热电势和电阻率的面内各向异性。与电阻率各向异性相比,热电势各向异性在远高于结构和磁性相变的温度下更明显并且已经清晰可见。最显著的是,热电势各向异性在结构转变下方改变符号。这是与两个贡献的相互作用,由于各向异性散射和轨道极化,这在高温和低温下分别占主导地位。
Elastoresistivity of heavily hole doped 122 iron pnictides superconductors
重空穴掺杂的铁磷属元素化物超导体的向列性仍有争议。在RbFe $_2$ As $_2$及其姊妹化合物中,发现了相当大的磁涨落,甚至是远离磁不稳定性的磁级。本文报道了一系列等价掺杂和电子掺杂的KFe $_2$ As $_2$晶体的系统弹性电阻研究。我们发现所有晶体沿[110]方向冷却时的弹性电阻是发散的。弹性电阻率的振幅发散,如果K被替换为更大的离子,或者如果该系统被推向一个Lifshitz过渡。然而,我们得出结论,他们都不一定表明一个独立的临界点。相反,增加的向列性可以与另一种电子临界性相关联。特别是,我们提出了一种机制,如何弹性电阻率增强在Lifshitz过渡。
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。
Localization and Orbital Selectivity in Iron-Based Superconductors with Cu Substitution
利用扩展的实空间格林函数方法结合密度泛函计算,研究了Cu取代铁磷属元素化合物的非均匀三轨道哈伯德模型.我们发现,现场的相互作用的Cu离子是电子掺杂剂或空穴掺杂剂是由Cu取代的主要决定因素。结果表明,Cu离子的相互作用小于某一临界值时,Cu离子的取代将导致空穴掺杂,而Cu离子的相互作用大于某一临界值时,Cu离子的取代将导致电子掺杂,这可以解释为什么Cu取代对NaFe $_{1-x}$ Cu $_x$ As和Ba(Fe $_{1-x}$ Cu $_x$)$_2$ As $_2$载流子密度的影响是完全不同的.我们还发现掺杂诱导的无序效应在Cu取代的铁磷属元素化物中是相当可观的,并且它与电子关联的协同效应有助于NaFe $_{1-x}$ Cu $_x$ As和Ba(Fe $_{1-x}$ Cu $_x$)$_2$ As $_2$中的轨道选择绝缘相。
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。
Probing the role of Co substitution in the electronic structure of iron-pnictides
用共振光电子能谱和密度泛函理论研究了Co取代对Ca(Fe $_{0.944}$ Co $_{0.056}$)$_2$ As $_2$低能电子结构的影响.在结合能比Fe高250 meV处观察到Co的3d态质心,表明Co有一个额外的价电子,Fe和Co处于相同的2+氧化态。然而,显着的Co字符检测的布洛赫波函数在化学势,揭示了钴3d电子的费米海确定费米面的一部分。这建立了复杂的作用,在CaFe2As2的Co取代,和刚性带位移描述的不足。
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。
Dependence of the structural and physical properties of Tl1-yFe2-z(Se1-xSx)2 with isovalent substitution of Se by S: decrease of TNeel with S content
用X射线衍射、电子衍射、磁化强度和输运测量等方法研究了Tl 1-yFe 2-zSe 2反铁磁体中硫或碲取代硒的效应。采用封管法合成了Tl0.8Fe1.5(Se_(1-x)X_x)_2(名义成分)固溶体。在硫的情况下,尽管在系列中达到了由Rietveld精化确定的最佳晶体学参数(即Fe-(Se,S)面间高度和(Se,S)-Fe-(Se,S)角,在这两个参数下,临界超导转变TPDMATHABMM通常在磷属元素化物中最大),但在低至4.2K的情况下没有发现超导性。准完整的Tl位点(y=0.05)与类似的A1-yFe 2-zSe 2(A = K,Rb,Cs)中的显著的碱性缺乏(y=0.2-0.3)相比,以及由此产生的铁价态、态密度和掺杂的差异,被认为可以解释这种超导性的缺乏。用碲取代的化合物,至少达到x=0.25,表现出超导转变,但可能是由于tetraphthalic Fe(Se,Te)杂质相。透射电子显微镜证实了来自$_{0.8}$ Fe $_{1.5}$(SePDMATHABMP S $_{x}$)$_{2}$系列的样品中有序铁空位网络的存在,其形式为四元$\sqrt{5}$ a $\times \sqrt{5}$ a $\times$ c超结构(\textit{I4/m})(如果铁空位水平增加,则与正交$\sqrt{2}$ a $\times 2\sqrt{2}$ a $\times…
Electron correlation effects and scattering rates in Fe$_{1+y}$Te$_{1-x}$Se$_x$ superconductor
用角分辨光电子能谱研究了Fe $_{1+y}$ Te $_{1-x}$ Se $_x$超导体的低能电子结构和费米面拓扑。与已知的铁磷属元素化物类似,我们观察到布里渊区(BZ)中心的空穴袋和角落的电子袋。然而,在更精细的水平上,在$k$ -空间中的$Γ$ -和$Z$ -点周围的电子结构与其它铁磷属元素化物基本上不同,因为我们在$Γ$-点处观察到两个空穴袋,并且更有趣的是在$Z$ -点处仅观察到一个空穴袋,而在$1111$ -、$111$ -和$122$ -型化合物中,在区域中心可以容易地发现三个孔袋。在Fe $_{1+y}$ Te $_{1-x}$ Se $_x$超导体中注意到的另一个主要区别是,在从$Γ$到$Z$的过程中,最里面的类空穴带的顶部远离费米能级移动到更高的结合能,与铁磷属元素化物完全相反。所观察到的功能的偏振依赖性被用来帮助所观察到的频带的轨道特性的属性。光子能量相关的测量表明,一个弱的$k_z$分散的外孔袋和中等的$k_z$分散的内孔袋。通过评估的动量和能量依赖的光谱宽度,提取的单粒子自能,有趣的是,这表明了这些化合物的一个明显的非费米液体行为。实验观察的背景下,电子能带结构的计算和模型的自能,如自旋费米子模型和边缘费米液体进行了讨论。