A High-Tc Mechanism of Iron Pnictide Superconductivity due to Cooperation of Ferro-orbital and Antiferromagnetic Fluctuations
在16带$d$ - $p$模型的基础上,研究了铁磷属元素化物的电子态和超导电性,该模型包括Fe $d$电子之间的原位库仑相互作用和Fe $d$与磷属元素$p$电子之间的位间相互作用.该模型很好地解释了实验观察到的两种涨落:$d$ - $d$相互作用增强的反铁磁(AFM)涨落和负责$C_{66}$弹性软化的$d$ - $p$相互作用增强的铁轨道(FO)涨落。原子力显微镜的涨落诱导了$\bm{q}\sim \bm{Q}_{\rm AF}$的排斥对相互作用,而FO诱导了$\bm{q}\sim \bm{0}$的吸引对相互作用,导致了$s_{\pm}$波超导性,其中两种涨落协同提高了超导转变温度$T_{c}$,而没有任何竞争凭借$\bm{q}$空间偏析。
2014-03-14 cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic Correlation and the Pairing Mechanism of the Cuprates and Iron Pnictides : a View From the Functional Renormalization Group Studies
我们比较了铜酸盐和铁磷族化合物的单圈泛函重整化群结果。有趣的是,一个连贯的图片表明,反铁磁相关性导致配对的两种材料出现。
2008-11-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Conductivity anisotropy in the antiferromagnetic state of iron pnictides
最近的铁磷属元素的实验发现了一个大的面内电阻率各向异性与一个令人惊讶的结果:该系统在反铁磁x方向比在铁磁y方向更好地进行。我们通过计算未掺杂磷属元素的五带模型的平均场Q=(π,0)磁相图的x和y方向的Drude权重之比Dx/Dy来解决这个问题。我们发现,对于不同的相互作用参数,Dx/Dy的范围在0.3 <Dx/Dy < 1.4之间。轨道排序的大值有利于各向异性相反的实验发现。另一方面,D_x/D_y强烈依赖于重构费米面的拓扑和形态。我们的研究结果反对轨道排序的起源所观察到的电导率各向异性,这可能是由于费米速度的各向异性。
2010-09-22 cond-mat.supr-con
Unconventional Multi-gap Superconductivity and Antiferromagnetic Spin Fluctuations in New Iron-arsenide LaFe2As2 in Heavily Electron-doped Regime
本文报道了新的铁砷化合物(La_(0.5-x)Na_(0.5 +x))Fe_2As_2的~(75)As-NMR/NQR结果。x=0的母体化合物在T_N=130 K以下表现出条带型反铁磁(AFM)有序。在空穴掺杂x=+0.3和重电子掺杂x=-0.5处测量的核自旋弛豫速率表明,正常态性质受原子力显微镜自旋涨落(AFMSFs)的支配,在x=+0.3处比x=-0.5处更显著.它们的超导相具有非常规的多能隙超导态,其中较小的超导能隙共同变得特别弱。实验结果表明,从空穴掺杂态到重电子掺杂态,AFMSFs与SC之间存在着密切的关系,揭示了在重电子掺杂状态下出现的一种独特的SC相,它在形式上等价于非SC化合物Ba(Fe0.5Co0.5)Fe 2As 2.
2019-10-03 cond-mat.supr-con
Pnicogen-bridged antiferromagnetic superexchange interactions in iron pnictides
第一性原理电子结构计算对高$T_c$铁磷族化合物超导体的研究做出了重要贡献。通过计算,首次预测了LaFeAsO是一种反铁磁半金属,并预测了$α$ -FeTe的新的双共线反铁磁序.此外,基于计算的基础上提出的潜在机制是砷桥的反铁磁超交换相互作用的次近邻Fe的时刻。在这篇文章中,这一物理图像进一步提出和讨论与详细的第一性原理计算LaFePO。并对铁磷属元素化物磁性的起源及与超导电性的关系作了进一步的讨论。
2010-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Mott localization in a pure stripe antiferromagnet Rb$_{1-δ}$Fe$_{1.5-σ}$S$_2$
本文报道了用中子衍射和角分辨光电子能谱相结合的方法对纯反铁磁条Rb $_{1-δ}$ Fe $_{1.5-σ}$ S $_2$的测量结果。对粉末样品的中子衍射实验表明,98 $\%$体积分数的样品处于菱形铁空位有序的反铁磁条纹相和Rb $_{0.66}$ Fe $_{1.36}$ S $_{2}$的细化成分中,而仅2 $\%$体积分数的样品处于$\sqrt{5}\times \sqrt{5}$铁空位有序的块体反铁磁相中。此外,单晶的中子衍射实验表明,只有一个单一的相的条纹反铁磁序与细化组成Rb $_{0.78}$ Fe $_{1.35}$ S $_2$,而与块反铁磁序相缺席。角分辨光电子能谱的测量结果表明,与纯条纹相相同的晶体上的电子结构的费米能级的间隙大于0.325 eV。这些数据共同表明,额外的10 $\%$铁空位,除了菱形铁空位顺序有效地阻止块反铁磁相的形成,数据还表明,条纹反铁磁相与菱形铁空位顺序是莫特绝缘体。
2015-08-24 cond-mat.supr-con
Impurity states in antiferromagnetic Iron Arsenides
本文从理论上探讨了砷化铁反铁磁自旋密度波态中的杂质态。采用了两种杂质模型:一种只考虑带内散射,另一种同时考虑带内和带间散射,且散射强度相等。有趣的是,两种模型的杂质束缚态都显示在能隙的杂质位置周围。然而,对于第一种情况,杂质态相对于自旋是双简并的;而对于第二种情况,在自旋向上或自旋向下的沟道中观察到单个杂质态。杂质引起的局域态密度的变化也进行了研究。
2008-09-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low magnetization and anisotropy in the antiferromagnetic state of undoped iron pnictides
我们用五带模型研究了铁磷属元素化物的磁相图。对于预期在铁磷属元素的相互作用的中间值,我们发现一个金属的低矩状态,其特征在于反平行轨道磁矩。轨道间跳跃振幅的各向异性是理解这种低矩态的关键。这种状态占未掺杂的铁pnictides测量的小磁化强度,并导致中子实验中发现的强交换各向异性。轨道排序是伴随着磁性,并产生大的zx轨道重量在伽马在光电发射实验中看到。
2010-06-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nematic and Antiferromagnetic Quantum Criticality in a Multi-Orbital Hubbard Model for Iron Pnictides
量子临界性在多大程度上驱动铁磷属元素化物的物理学是该领域的一个中心问题。早期的理论考虑是基于一个有效场论,并在P掺杂的铁砷化物的建议实现已经收到了广泛的实验证据。为了将量子临界行为与潜在的电子物理联系起来,在微观模型中分析它是很重要的。在这里,我们这样做的多轨道模型包含哈伯德和洪德的相互作用,通过变分蒙特卡罗方法的基础上Jastrow-Slater波函数,允许电子相关性的非微扰治疗。我们找到了强有力的证据,一个独特的量子临界点的存在,其中两个?和$(π,0)$反铁磁订单一起发展,在坏金属制度的相图。我们的研究结果的铁基超导电性的意义进行了讨论。
2019-03-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Memory function approach to in-plane anisotropic resistivity in the antiferromagnetic phase of iron arsenide superconductors
通过对具有各向同性杂质的有序相的记忆函数方法,我们从理论上研究了砷化铁超导体条纹状反铁磁相的面内电阻率的各向异性。我们发现,当费米面的拓扑结构改变后,引入空穴的散射率的各向异性是独立的载流子密度。另一方面,Drude权重的各向异性随着狄拉克费米面的畸变而单调减小,最终导致电阻率各向异性的反转,这与实验结果一致。因此,各向异性的起源归因于杂质散射和各向异性电子态的相互作用。
2014-10-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergent Phases of Nodeless and Nodal Superconductivity Separated by Antiferromagnetic Order in Iron-based Superconductor (Ca4Al2O6)Fe2(As1-xPx)2: 75As- and 31P-NMR Studies
我们报告$^{31}$ P-和$^{75}$ As-NMR研究(Ca $_4$ Al $_2$ O $_{6}$)Fe $_2$(As $_{1-x}$ P $_x$)$_2$与P等价取代As。我们提出了新的演化的紧急阶段,节点无超导(SC)在0 $\le x \le$ 0.4和节点的$x$ =1附近是密切分离的开始相称的条纹型反铁磁(AFM)的顺序在0.5 $\le x \le$ 0.95,作为一个等价的替代P为As降低了氮族元素的高度$h_{Pn}$从Fe平面测量。结果表明,原子力显微镜的有序化发生在1.32 π $\le h_{Pn} \le$ 1.42 π的条件下,这也适用于(Fe $Pn$)$^{-}$层中具有Fe $^{2+}$态的其他铁磷族化合物.这种新的相位演化与$h_{Pn}$的变化点的重要性,电子相关的出现SC以及AFM秩序。
2013-02-20 cond-mat.supr-con
Reversed anisotropy of the in-plane resistivity in the antiferromagnetic phase of iron tellurides
本文系统地研究了含有过量Fe、Se替代Te和Cu替代Fe三种杂质原子的碲化铁晶体的各向异性面内电阻率。在磁结构有序相中发现了相当大的电阻率各向异性,而符号与在过渡金属掺杂的铁砷化物($ρ_a$ $<$ $ρ_b$)中观察到的相反($ρ_a$ $>$ $ρ_b$,其中$b$轴参数比$a$轴参数短)。另一方面,我们的研究结果表明,在碲化铁的电阻率各向异性的大小与杂质的量,这意味着电阻率各向异性起源于外来杂质的影响,如在砷化铁。这表明杂质对载流子的各向异性散射是铁基材料磁结构有序相的普遍现象。
2015-01-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic order and spin dynamics in iron-based superconductors
铁磷属元素化物/硫属元素化物的高转变温度(高- $T_c$)超导性源于其母体化合物中静态反铁磁序的抑制,类似于铜氧化物超导体。这就提出了一个关于磁性在这些材料的超导性中的作用的基本问题。中子散射是研究磁有序和自旋动力学的有力探针,在确定高$T_c$超导体的磁性和超导电性之间的关系方面起着至关重要的作用。现代中子飞行时间谱仪的快速发展使得可以直接测定铁基超导体在整个布里渊区的自旋动力学性质。在这篇综述中,我们提出了一个概述的铁基超导体的中子散射结果,侧重于自旋激发谱的演变作为电子/空穴掺杂和等电子取代的函数。比较了铁基超导体、氧化铜超导体和重费米子超导体的自旋动力学性质,讨论了这三类非常规超导体自旋激发的共同特征及其与超导电性的关系。
2015-06-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic Spin Fluctuations and Unconventional Nodeless Superconductivity in an Iron-based New Superconductor (Ca_4Al_2O_{6-y})(Fe_2As_2):75As-NQR Study
用~(75)As核四极共振(NQR)方法研究了Tc= 27 K的(Ca_4Al_2 O_{6-y})(Fe_2As_2)超导体,揭示了其独特的正常态性质,并指出了非常规的无结超导性。核自旋弛豫率1/T_1的测量表明,在Tc以下的二维反铁磁(AFM)自旋涨落有显著的发展,这与具有最小As-Fe-As键角的FeAs层被厚的钙钛矿型阻挡层很好地隔开有关。在Tc以下,用s(+-)波多能隙模型很好地解释了1/T_1的温度依赖性,而没有任何相干峰的痕迹。从这一事实,即Tc= 27 K,在这个化合物是Tc= 28 K的最佳掺杂的LaFeAsO_{1-y},其中AFM自旋波动是不占主导地位,我们注意到,AFM自旋波动不是一个独特的因素,提高现有的铁基超导体的Tc,但一个条件,优化SC应解决从晶格结构的角度来看。
2011-06-21 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
Multiple Superconducting Gaps, Anisotropic Spin Fluctuations and Spin-Orbit Coupling in Iron-Pnictides
本文综述了IOP/Okayama小组对铁基高温超导体的NMR和NQR研究。结果表明,超导态的电子对处于自旋单重态,具有多个完全打开的能隙。发现正常状态下的反铁磁自旋涨落与超导电性密切相关。此外,反铁磁自旋涨落在自旋空间中是各向异性的,这与氧化铜超导体的情况不同。这种各向异性源于自旋轨道耦合,是这类新超导体多带性质的重要反映。
2012-05-30 cond-mat.supr-con
Superconductivity mediated by the antiferromagnetic spin-wave in chalcogenide iron-base superconductors
K $_{0.8+x}$ Fe $_{1.6+y}$ Se $_2$等铁基硒化物超导体的基态都是掺杂反铁磁半导体。在这些材料中,存在定义明确的铁局域矩,其能量与传导电子的能量通过大的带隙分开。我们建议,该系统的低能物理是由一个模型的相互作用的电子与现场铁磁交换相互作用和站点间的超交换相互作用的哈密顿量。我们在线性自旋波近似下导出了电子的有效配对势,并证明了这些材料中的超导性可以通过介导相干自旋波激发来驱动。我们的工作为中子散射和其他实验观察到的超导和反铁磁长程序共存提供了一个自然的解释。
2011-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The f-spin physics of rare-earth iron pnictides: influence of d-electron antiferromagnetic order on the heavy fermion phase diagram
一些高Tc铁磷属元素化物含有磁性稀土元素,提出了一个问题,即d-电子反铁磁序的存在和可调性如何影响f-矩的重费米子行为。以CeOFeP和CeOFeAs为原型,我们推导出适用于这些四元系统的扩展Anderson晶格模型。我们发现,近藤屏蔽的f-时刻有效地抑制了d-电子有序。我们还认为,在d-电子有序状态(如CeOFeAs)内,f矩提供了一种罕见的实现量子阻挫磁体与竞争的J1-J2-J3相互作用在一个有效的正方形晶格。重费米子物理在更广泛的背景下的影响也进行了讨论。
2009-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic and Magnetic Structure of Possible Iron Based Superconductor BaFe2Se3
本文给出了可能的铁基超导体BaFe_2Se_3(Ba_(123))正常(顺磁)相的LDA计算结果(能带结构、态密度、费米面)。结果进行了简要比较原型BaFe_2As_2和(K,Cs)Fe_2Se_2超导体的类似数据。在未掺杂的情况下,该体系是反铁磁的,T_N^{exp}~ 250 K,磁结构相当复杂。中子衍射实验表明,可能存在两种自旋结构(反铁磁有序的“斑块”或“斑块”),中子散射无法区分。用LSDA计算的交换参数,在分子场近似下估算了两种自旋结构的Neel温度,并表明τ_1(“斑”)自旋组态比τ_2(“斑”)自旋组态更有利。
2011-11-30 cond-mat.supr-con
Frustrated magnetism and bicollinear antiferromagnetic order in FeTe
铁硫族化合物在相图中显示出丰富的电子序。一个特别神秘的例子是FeTe,这种金属具有与铁磷属元素化物中共存的空穴和电子费米表面,但在Fe正方形晶格中具有不同的($π$ /2,$π/2$)双共线反铁磁序。虽然局域矩物理被认为是理解电子序的关键,但理解双共线反铁磁基态如何出现在适当的量子自旋模型中一直是一个长期的挑战。本文证明了具有非零环交换作用的正方晶格上的双线性双二次自旋$1$模型在其相图中在扩展的参数空间上表现出双共线反铁磁序.我们的工作表明,在量子自旋模型中的阻挫磁性提供了一个统一的描述在铁硫属化物和铁磷属化物的电子顺序。
2016-08-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiple Antiferromagnetic Spin Fluctuations and Novel Evolution of Tc in Iron-based superconductors LaFe(As1-xPx)(O1-yFy) revealed by 31P-NMR Studies
本文报道了LaFe(As_{1-x} P_x)(O_{1-y} F_{y})在宽组成(0<x<1和0<y<0.14)范围内的~(31)P-NMR研究结果.系统的~(31)P-NMR测量揭示了两种类型的AFMSFs在温度演化过程中,即一种是快速发展到Tc的低能AFMSFs,另一种是从高温冷却后逐渐发展的AFMSFs,其能量相对高于前者。在宽x(氮族元素高度抑制)范围内的低y(电子掺杂)中的低能AFMSF与d_{xz/yz}的两个轨道相关联,而在低x周围的宽y区域中的较高能量AFMSF源自d_{xy}和d_{xz/yz}的三个轨道。我们注意到LaFe(As_{1-x} P_x)(O_{1-y} F_y)中Tc作为x和y的函数的非单调变化归因于这些源自Fe-磷属元素化物超导体固有的简并多个3d轨道的多个AFMSFs。
2016-04-14 cond-mat.supr-con
Theory of two magnon Raman scattering in antiferromagnetic iron pnictides
虽然铁基磷属元素化物和硫属元素化物的母体是巡游反铁磁体,但利用局域矩图来理解它们的磁性仍然是普遍的。我们研究磁拉曼散射从本地矩的角度来看,各种量子自旋模型提出了这类新的超导体。这些模型在磁挫折的水平上变化很大,并显示出截然不同的两个磁振子拉曼响应。因此,光散射的两个磁振子激发提供了一个强大的和独立的措施,潜在的自旋相互作用。与其他最近的实验结果一致,我们的结果表明,在这些系统中的磁挫折量可能很小。
2011-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhancement of Superconducting Transition Temperature Due to Antiferromagnetic Spin Fluctuations in Iron-pnictides LaFe(As_{1-x}P_x)(O_{1-y}F_y) : 31P-NMR Studies
对LaFe(As_{1-x} P_x)(O_{1-y} F_y)(y=0.05和0.1)的系统P-NMR研究表明,在x=0.6和0.4附近,低能反铁磁自旋涨落(AFMSFs)分别显著增强,从而导致Tc在24 K和27 K分别出现P取代As的峰。这一结果表明,AFMSFs是导致LaFe(As_{1-x} P_x)(O_{1-y} F_y)作为Cooper配对的主要介导物而增加Tc的原因。通过系统地比较AFMSFs与一系列(La_{1-z} Y_z)FeAsO_δ化合物(其中z=0.95时,Tc达到50 K),我们注意到,在FeAs四面体的局部晶格参数接近正四面体的情况下,适度发展AFMSFs可使Tc提高到50 K。我们认为铁磷属元素化物的T_c超过50 K是在AFMSFs和其他源于局部结构优化的因素的密切合作下最大化的。
2014-02-21 cond-mat.supr-con
BaFe2Se2O as an Iron-Based Mott Insulator with Antiferromagnetic Order
合成了一种具有准二维FeSe_3O四面体阵列和正交结构的新化合物BaFe_2Se_2O。实验结果表明,该化合物是一种绝缘体,在240 K时发生反铁磁(AF)转变。能带结构计算表明,Fe在费米能级附近的3d能带变窄,导致磁性局域化和Mott绝缘行为。Fe原子之间的大距离可能是导致这些特征的原因。线性响应计算进一步表明强的面内AF交换$J$,这可以解释高于尼尔温度的增强的磁化率(在约450 K处具有最大值)。
2012-07-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The unique electronic structure of Ca10(Pt4As8)(Fe2-xPtxAs2)5 with metallic Pt4As8 layers
用角分辨光电子能谱研究了新发现的铁铂砷化物超导体Ca_(10)(Pt_4As_8)(Fe_(2-x)Pt_xAs_2)_5(Tc=22 K)的低激发态电子结构。我们发现,Pt 4As 8层有助于一个小的类电子费米表面,指示金属电荷储层是罕见的铁基超导体。此外,FeAs层的电子结构在很大程度上类似于其他原型铁磷属元素化物。而在带中心附近只存在dxy轨道起源的类空穴费米面,这对于具有较高超导转变温度的铁磷属元素化物超导体来说是非常独特的,并且dxz和dyz起源的带在带中心处并不简并.此外,费米能附近的所有能带显示出可忽略的kz依赖性,表明这种材料的强二维性质。我们的结果表明,这种材料具有相当独特的电子结构,这丰富了我们目前的铁基超导体的知识。
2013-08-13 cond-mat.supr-con
Vortex state in iron-based superconductors with collinear antiferromagnetic cores
通过自洽求解基于双轨道模型的BdG方程,考虑了两个轨道上电子之间的在位相互作用,研究了FeAs化学计量比化合物的磁性及其与涡旋态超导性的相互作用.结果表明,对于母体化合物,磁性是由强的Hund耦合引起的,费米表面拓扑有助于选择自旋密度波(SDW)模式。结果表明,具有$s_{\pm}=Δ_{0}\cos(k_{x})\cos(k_{y})$对称性的超导序参量对电子掺杂和空穴掺杂都是最有利的配对,而局域态密度(LDOS)对电子掺杂和空穴掺杂都表现出节隙和全隙的特征.在涡旋态,场致SDW的出现取决于Hund耦合和库仑排斥的强度。场致SDW间隙的电子和空穴袋侧的有限能量轮廓,导致与一个反映SC配对和其他相关的SDW顺序的双重结构。这些特征可以在STM测量中辨别,用于识别场诱导的SDW阶和核心区域周围的SC阶之间的相互作用。
2009-10-08 cond-mat.supr-con
Spin excitations in the nematic phase and the metallic stripe spin-density wave phase of iron pnictides
我们提出了一个一般性的研究弱耦合五轨道模型内的巡游铁磷族元素的磁激发。作为增强的电子关联的函数,对称破缺自旋密度波阶段的自旋激发从弱相互作用极限下的宽低能模式演变为在较大相互作用强度下占优势的急剧分散的自旋波,以更高的能量。我们展示了如何在高能量下得到的自旋响应定性地依赖于相互作用的大小。通过引入轨道分裂,我们还计算了α相的磁激发,发现在向长程磁序转变的正上方有一个明显的C_2对称激发谱。最后,我们讨论了自旋激发的C_2与C_4对称性随能量的变化,包括自旋密度波相和自旋密度波相。
2014-12-09 cond-mat.supr-con
(PI,0) antiferromagnetic spin excitations in superconducting Rb0.82Fe1.68Se2
我们使用非弹性中子散射表明,超导(SC)铷铁硒化物Rb 0.82Fe 1.68Se 2显示反铁磁(AF)自旋激发附近的平面波矢量Q =(PI,0)相同的砷化铁超导体。此外,我们还发现这些激发随能量的增加而从不相称变为相称,并以与共存的sqrt(5)\timessqrt(5)块AF相相关的自旋波为代价。由于角分辨光电子能谱实验没有发现在γ(0,0)处存在空穴状费米面的证据,我们的结果表明,超导体Rb_(0.82)Fe_(1.68)Se_2中的Q =(PI,0)激发来自局域磁矩,可能与铜氧化物超导体中的沙漏状自旋激发有相似的起源。
2012-01-16 cond-mat.supr-con
Heavy Electron doping-induced antiferromagnetic phase as the parent for iron-oxypnictide superconductor LaFeAsO1-xHx
我们进行传输测量和能带结构计算的电子掺杂LaFeAsO 1-xHx在很宽的范围内的x从0.01到0.66。电阻率的T^2和sqrt(T)依赖性分别在x ~ 0.17和0.41处观察到。对于0.45 < x < 0.58和T < TN,在没有自旋密度波带隙打开的情况下RH的符号变化以及在x = 0.5处计算的非嵌套费米表面指示与非掺杂样品处的自旋密度波相位相比,AF 2的更局域化的性质。考虑到能带计算的结果和Hund规则耦合的有限尺寸,正常导电态随x的变化可以合理地解释为由于在接近半满状态的窄反键3dxy带中有效库仑排斥的增加而引起的相干标度的强烈降低。从顺磁体到AF 2的以下转变被理解为在低温下具有大熵的较少屏蔽自旋的猝灭或有序化。这些结果表明,在很宽的掺杂范围内的LaFeAsO 1-xHx的正常导电性能的强烈影响的非相干区域的本地自旋。因此,我们得出结论,在LaFeAsO 1-xHx的母相不是自旋密度波,但AF 2,这可能是主要负责的奇异超导性质的1111型相比,其他铁磷属元素化物。
2016-07-05 cond-mat.supr-con
Superconducting instability of a non-magnetic metallic band in an antiferromagnetic background
它示出,一个非磁性的金属带中存在的反铁磁背景耦合的交换相互作用开发超导不稳定性类似的BCS理论加上附加的条款,强烈重正化的自旋激发谱描述的。从费米子带和自旋带仅通过交换作用相互作用的微观模型出发,导出了磁激发介导的类Bardeen-Pines孔-孔相互作用哈密顿量.理论表明,当非磁性带中的费米速度大于磁性带中的磁振子速度时,会出现吸引相互作用。电子-磁振子散射被超导态同时出现的自旋能隙所抑制。虽然这个模型可以很好地描述一般类的材料被发现,这个理论可以描述超导铜酸盐的可能性进行了讨论。
2013-08-30 cond-mat.supr-con
Longitudinal modes of spin fluctuations in iron-based superconductors
铁基超导体可以表现出不同的磁基态,并且处于临界磁区,在该临界磁区中,受抑磁相互作用彼此强烈竞争。本文研究了铁基超导体统一有效磁模型中自旋涨落的纵模。我们着重于共线反铁磁相(CAF)和计算的行为时,不同的相边界接近的纵向模式。这些结果有助于确定铁基超导体中磁涨落的性质。
2017-08-24 cond-mat.supr-con
Coexistence of antiferromagnetic and ferromagnetic spin correlations in Ca(Fe1-xCox)2As2 revealed by 75As nuclear magnetic resonance
最近的核磁共振(NMR)测量结果表明,在空穴和电子掺杂的BaFe $_2$ As $_2$系列铁磷族化合物超导体中,通过Korringa比分析发现了条纹型反铁磁(AFM)和铁磁(FM)自旋关联的共存.受NMR工作的启发,我们研究了另一个铁磷属元素化物超导家族Ca(Fe $_{1-x}$ Co $_x$)$_2$ As $_2$中FM涨落的可能存在.我们重新分析了我们以前报道的数据的Korringa比,并发现了明确的证据,在电子掺杂的CaFe $_2$ As $_2$系统中的条纹型AFM和FM自旋相关共存。这些NMR数据表明,FM波动存在于一般的铁pnictides超导家庭,因此必须包括捕获的现象的铁pnictides。
2016-08-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Columnar magnetic structure coupled with orthorhombic distortion in the antiferromagnetic iron arsenide SrFe$_2$As$_2$
用中子粉末衍射实验研究了多晶SrFe $_2$ As $_2$的磁结构及其与晶体结构的关系。低于$T_0$ =205 K时,磁反射与正交畸变的发生同时出现。通过Rietveld分析,确定了SrFe $_2$ As $_2$的磁传播矢量为{ \textit{\textbf{q}} }=(1 0 1),Fe-As层内Fe磁矩沿长$a$方向的耦合为反铁磁,层间耦合也为反铁磁. Fe磁矩的大小被推导为1.01(3)$μ_{\rm B}$,取向平行于a轴。磁矩的温度依赖性不仅与μ子旋进频率的一致性很好,而且与结构畸变的一致性也很好,揭示了SrFe $_2$ As $_2$中柱状磁序与结构畸变的强耦合.
2008-07-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
AFeSe2 (A=Tl, K, Rb, or Cs): Iron-based superconducting analog of the cuprates
寻找与铜氧化物超导体具有相似晶体结构和电子结构的低维强反铁磁涨落化合物一直是一个具有挑战性的课题。铜氧化物超导体的母体化合物是莫特绝缘体,在铜磁矩之间具有强的面内反铁磁交换作用。在这里,我们表明,基于第一性原理密度泛函计算,(A=Tl、K、Rb或Cs)具有许多与铜酸盐母体化合物相同的物理性质:(1)AFeSe_2中的FeSe_2层在晶体结构和电子结构上与铜酸盐中的CuO_2平面相似,尽管Se原子与正方形Fe晶格不共面;(2)它们是反铁磁绝缘体,但具有相对较小的电荷激发能隙;(3)它们的基态是Neel反铁磁有序的,类似于铜酸盐;(4)Fe磁矩之间的反铁磁交换相互作用大于其他铁基超导材料,但与铜酸盐相当。像铜酸盐一样,这些化合物可以通过化学取代或嵌入或通过液体或固体门控掺杂载流子而成为高Tc超导体。
2020-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structure determination and coexistence of superconductivity and antiferromagnetic order in (Li0.8Fe0.2)OHFeSe
FeSe衍生超导体表现出一些相对于铁磷属元素化物超导体的独特行为,这对理解高Tc铁基超导体的超导电性机制非常有帮助。重电子掺杂的AxFe_2Se_2(A=K,Rb,Cs)的低能电子结构表明,带间散射或费米面嵌套不是铁基超导体非常规超导电性的必要成分.在SrTiO 3衬底上的单晶胞FeSe中的超导转变温度(Tc)可以高达~65 K,大大超过所有已知的铁基超导体的体Tc。然而,在AxFe 2Se 2的情况下,共生的反铁磁绝缘相使得难以研究潜在的物理。碱金属离子和NH_3分子或有机分子插层FeSe的超导体以及SrTiO_3衬底上的单层或薄膜FeSe的超导体都具有极强的气敏性,这阻碍了对其物理性质的深入研究。因此,寻找一种稳定的、易于实现的FeSe超导体进行物理性质测量,以研究其超导电性的内在机制,已成为当务之急。本文报道了一种新的水热法合成的空气稳定的高温超导体(Li0.8Fe0.2)OHFeSe。通过X射线和中子粉末衍射以及核磁共振的组合,明确地确定了晶体结构。研究还发现,在这种新的FeSe超导体中,反铁磁有序与超导电性共存。这种新颖的合成路线为探索相关系统中的其他超导体开辟了新的途径。不同结构表征技术的结合有助于互补地确定和理解复杂结构的细节。
2014-08-09 cond-mat.supr-con
High-$T_c$ Iron-phosphide Superconductivity Enhanced by Reemergent Antiferromagnetic Spin Fluctuations in (Sr$_4$Sc$_2$O$_6$)Fe$_2$(As$_{1-x}$P$_{x}$)$_2$ probed by NMR
本文报道了[SrPDMATHABMM ScPDMATHABMN O $_6$ ] FePDMATHABMN的系统NMR研究(As $_{1-x}$ P $_x$)$_2$,其中铁氮族元素的局部晶格参数(Fe $Pn$)层与LaFe系列的层相似(As $_{1-x'}$ P $_{x'}$)O,其表现出两个分离的反铁磁(AFM)有序相,$x'$ =0-0.2时的AFM 1和$x'$ =0.4-0.7时的AFM 2。结果表明,当$x$ =0时,母体AFM 1相在$x$ =0.3-0.4时消失,对应的磷族元素高度($h_{pn}$)为1.3-1.32 μ m,这与LaFe(As $_{1-x'}$ P $_{x'}$)O和各种母体铁磷族元素化合物相似。相比之下,AFM 2秩序报道的LaFe(作为$_{0.4}$ P $_{0.6}$)O不出现在$x\sim$ 0.8,虽然局部晶格参数的Fe $Pn$层和微观电子状态是非常相似的。尽管没有{ \it静态} AFM 2阶,但在大约$x\sim$ 0.8处观察到重新出现的{ \it动态} AFM自旋波动,这可以归因于AFM 2相的不稳定性。我们建议这种重新增强的AFM自旋波动发挥了重要作用,提高$T_c$到17 K的$x$ =0.8-1。最后,我们从微观角度讨论了复杂磁基态的普遍性和多样性,包括AFM 1和AFM 2相起源的差异,以及它们与铁磷…
2019-08-08 cond-mat.supr-con
Antiferromagnetically assisted electron-phonon coupling and spin-lattice interaction in Fe-based superconductors
我们提出了一个理论从头算方法,使我们能够明确地计算的超导转变温度(Tc)的铁基超导体LaFeAsO 1-xFx,SmFeAsO 1-xFx,NdFeAsO 1-xFx,Ba 1-xKxFe 2As 2,FeSe和LiFeAs,与实验完全符合。我们认为最近的证据表明,电子-声子耦合可能被低估了以前,和预测,反铁磁性可以大大提高电子-声子耦合通过本地化铁d轨道。然后,我们包括这些本地化轨道的贡献在麦克米伦形式主义。此外,我们考虑到自旋极化的电子之间的自旋-晶格相互作用在费米表面和铁轨道结合修改后的交换哈密顿量,涉及铁和作为之间的亚铁磁耦合。用这种方法可以精确地计算FeSe(11族)、LiFeAs(111族)、LaFeAsO_(0.9)F_(0.1)(1111族)和BaFe_2As_2(122族)的Tc随压力的变化。此外,我们还得到了LaFeAsO_(0.9)F_(0.1)(1111族)和BaFe_2As_2(122族)的Tc与掺杂的正确关系。
2019-02-18 cond-mat.supr-con
Electronic and magnetic structures of ternary iron selenides AFe$_2$Se$_2$ (A=K, Cs, or Tl)
通过第一性原理电子结构计算,我们发现三元铁硒化物AFe $_2$ Se $_2$(A=K,Cs,或Tl)的基态为双共线反铁磁有序,其中Fe局域磁矩($\sim2.8μ_B$)沿Fe-Fe正方晶格的一个对角线方向铁磁排列,而沿另一个对角线方向反铁磁排列.这种双共线反铁磁序是由Se $4p$轨道介导的最近邻、次最近邻和次最近邻超交换相互作用之间的相互作用引起的。
2010-12-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Single-crystal growth of iron-based superconductor La$_{0.34}$Na$_{0.66}$Fe$_2$As$_2$
本文报道了La $_{0.34}$ Na $_{0.66}$ Fe $_2$ As $_2$铁基超导体的单晶生长,其尺寸为几毫米。这些样品是在试图用NaAs和NaF助熔剂生长LaFeAsO $_{1-y}$ F $_y$($y \geq$ 0.8)单晶时意外获得的。样品在106 K下同时表现出反铁磁和结构转变。超导转变温度约为27 K,超导各向异性约为1.9。这些值和霍尔系数的温度依赖性表明La $_{0.34}$ Na $_{0.66}$ Fe $_2$ As $_2$属于空穴掺杂的铁磷属元素化物的“122”族,掺杂水平略低于最佳掺杂。与以前报道的多晶样品相比,我们的结果表明,该系统的$T_c$可以进一步增加,或者超导圆顶可能在该系统中没有很好地形成。无论哪种情况,La $_{0.5-x}$ Na $_{0.5+x}$ Fe $_2$ As $_2$体系都为研究铁基超导体的反铁磁和超导性质提供了一个新的平台。
2018-09-26 cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic order in epitaxial FeSe films on SrTiO3
在掺Nb的$_3$(001)衬底上生长的单层FeSe薄膜具有铁基超导体中最高的超导转变温度($_C$ $\sim$ 100 K),而体FeSe的$_C$仅为$\sim$ 8 K。反铁磁自旋涨落被认为是铁磷属元素化物中的关键,这激发了一些理解FeSe/SrTiO $_3$系统的建议。虽然体FeSe不显示反铁磁顺序,计算表明,母体FeSe/SrTiO $_3$薄膜是AFM。在实验上,由于缺乏直接的探针,FeSe/SrTiO $_3$薄膜的磁状态一直是个谜。在这里,我们报告的直接证据的反铁磁序在母体FeSe/SrTiO $_3$薄膜的磁交换偏置效应的测量。单层膜的相变温度为$\geq$ 140 K。电子掺杂后原子力显微镜的有序性消失。
2017-11-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetism in Iron-Based Superconductors: Selection of Magnetic Order and Quasiparticle Interference
最近在铁基层状磷属化合物(T_c在26 - 56 K之间)中发现的超导电性引起了人们对这类材料物理的极大兴趣。在这里,我们回顾了一些特殊的反铁磁序的铁磷属元素,包括选择的条纹磁序和形成的伊辛-伊辛态在未折叠的BZ内的巡回描述。此外,我们还分析了反铁磁母相中的准粒子干涉谱的性质。
2014-02-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for an electron nematic phase transition in underdoped iron pnictide superconductors
电阻率测量的代表性的砷化铁Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_x$)$_2$ As $_2$的解孪晶单晶揭示了一个戏剧性的平面内各向异性与四方到正交结构的转变,在开始的长程反铁磁秩序。这些结果表明,在这个家庭的化合物的结构转变,基本上是电子的起源。
2010-02-18 cond-mat.supr-con
Ab-initio theory of Iron based superconductors
本文采用第一性原理研究了铁基超导体的超导临界温度和超导性质,同时考虑了声子、电荷和自旋涨落介导的Cooper对。我们表明,在FeSe这导致调制的S $\pm$间隙对称性,和反铁磁顺磁子是FeSe的超导性的主导机制,克服了强烈的排斥作用的声子和电荷配对。
2014-11-08 cond-mat.supr-con
Spin-orbital frustrations and anomalous metallic state in iron-pnictide superconductors
我们从强耦合的观点出发,包括轨道自由度,对最近发现的铁基超导体的母体化合物的异常金属态进行了理解。在Fe^{2+}离子的中间自旋(S=1)态的基础上,我们导出了活性t_{2g}轨道的Kugel-Khomskii自旋轨道哈密顿量.这是一个非常复杂的模型,有着令人沮丧的自旋和轨道相互作用。我们计算它的经典相图,并通过调查其自旋和轨道的限制,提供了一个理解的各种阶段的稳定性。实验观察到的自旋条纹状态被发现是稳定的,在一个广泛的制度的物理参数,并可以伴随着三种不同类型的轨道阶数。这些轨道铁和轨道条纹订单是特别有趣的,因为它们打破了面内晶格对称性-一个强大的功能,未掺杂的化合物。我们计算的有效自旋哈密顿的磁激发谱,观察到一个强大的减少有序的时刻,并指出,建议的轨道有序模式可以测量共振X射线衍射。
2008-11-25 cond-mat.supr-con
Ferromagnetic and antiferromagnetic spin fluctuations and superconductivity in the hcp-phase of Fe
高纯铁在压力下转变为hcp相,最近有报道称在150-300 kBar的压力范围内超导。计算了六方晶系铁在不同体积下的电子结构和电子-声子耦合($λ_{ph}$)。本文提出了一种由铁磁和反铁磁自旋涨落计算耦合常数$λ_{sf}$的无参数理论。计算的$λ_{sf}$足够大,特别是从FM波动来解释超导性。结果表明,自旋涨落介导的超导性比电子-声子相互作用更有可能。
2001-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Mathematical and Physical Properties of Three-Band s+- Eliashberg Theory for Iron Pnictides
铁磷属元素化物超导体的唯象可用三带s ~+- Eliashberg理论描述,其中超导耦合机制是由反铁磁自旋涨落介导的,其特征能量W_0与T_c的关系符合经验定律W_0 = 4.65kBTc。该模型给出了与临界温度无关的普适特性,如两个自由参数l13和l23与比值Di/kBTc之间的联系。
2023-01-11 cond-mat.supr-con
Emergent phases in iron pnictides: Double-Q antiferromagnetism, charge order and enhanced nematic correlations
电子关联在铁磷属元素化物中产生丰富的相图。早期的相关效应的理论研究证明了量子涨落如何削弱并同时抑制$C_2$对称的单Q反铁磁序和一个反铁磁序。在这里,我们研究的涌现阶段附近的量子相变。对于$C_4$对称共线双Q反铁磁序,我们证明了它同时伴随着电荷序和增强的磁化率。我们的研究结果为最近几个有趣的空穴掺杂铁砷化物实验提供了理解,并揭示了各种铁基超导体不同磁相的共同物理基础。
2017-06-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Functional Renormalization Group Analysis of $η$-Pairing in Iron-based Superconductors
利用泛函重整化群(FRG)方法分析了铁磷杂多酸盐五d轨道模型中的$η$对.我们发现,$η$配对之间的两个空穴口袋是一个领先的不稳定性在低能量时,两个空穴口袋是接近嵌套条件。结果表明,系统在正常配对和$η$配对的情况下都能自发进入超导态,其中$η$配对是由轨道间反铁磁交换耦合驱动的,而正常配对是由轨道内反铁磁交换耦合驱动的.在低能量下提出了一个有效的模型来解释$η$配对不稳定性。
2014-03-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The antiferromagnetic and phonon-mediated model of the NaFeAs, LiFeAs and FeSe superconductors
最近有人提出,在铁基超导体的机制中,电子-声子耦合的作用可能被低估了,反铁磁性和感生xy势甚至可能对电子-声子耦合有显着的放大作用。为了证实最近公布的xy势在文献中,我们创建了一个双通道模型,分别在上,下四面体平面的电子的动力学。我们的双通道模型的结果支持文献数据。当科学家们还在寻找一个可以描述所有铁基超导体配对机制的通用DFT泛函时,我们正在设计一个DFT泛函的经验组合来计算LiFeAs,NaFeAs和FeSe的电子-声子耦合和反铁磁性。我们利用ARPES数据修正了超导态下的电子-声子散射矩阵,以确保ab-inito计算包含了所有参与铁基超导的电子。我们提出了一个从头算的理论方法,考虑到这种放大效应的反铁磁性和校正的电子-声子散射矩阵连同异常软出平面晶格振动的层状结构,这使我们能够计算理论Tc值的LiFeAs,NaFeAs和FeSe作为压力的函数,对应的实验值相当不错。
2021-03-07 cond-mat.supr-con
Electronic structures and magnetic orders of Fe-vacancies ordered ternary iron selenides TlFe$_{1.5}$Se$_2$ and AFe$_{1.5}$Se$_2$ (A=K, Rb, or Cs)
通过第一性原理电子结构计算,我们发现Fe空位有序TlFe $_{1.5}$ Se $_2$的基态是一个准二维共线反铁磁半导体,其能隙为94 meV,与实验测量相一致.这种反铁磁有序是由Fe磁矩之间的Se桥反铁磁超交换相互作用驱动的。同样地,我们发现晶体AFe $_{1.5}$ Se $_2$(A=K,Rb,或Cs)也是反铁磁半导体,但具有零能隙半导体态或与基态近似简并的半金属态。因此,丰富的物理性质和相图的预期。
2011-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gap nodes induced by coexistence with antiferromagnetism in iron-based superconductors
我们研究了铁磷属元素化合物在共存相的配对,它同时显示超导和反铁磁序。通过求解长程磁序重构的费米面上的配对问题,我们发现,即使配对相互作用在顺磁相中是各向同性的,配对相互作用也必然变得与角度有关,从而导致超导能隙沿费米面的角度变化。我们发现,当反铁磁序参量M较小时,能隙中没有节点,但当M为中间值时,当一对重构的费米面口袋消失时,能隙中可能出现偶然的节点.对于更大的M,当另一对重构的费米口袋被长程磁序所缺口时,超导电性仍然存在,但准粒子谱再次变得无节点。我们还表明,应用程序的外部磁场有利于节点的形成。我们认为,这一机制的nodeless-nodal-nodeless过渡解释最近的空穴掺杂Ba_{1-x} K_xFe_2As_2的热导率测量。[J-Ph. Read等人arXiv:1105.2232]。
2012-03-05 cond-mat.supr-con
Pairing in the iron arsenides: a functional RG treatment
本文利用泛函重整化群研究了砷化铁超导体微观模型的相图。我们的处理建立了强烈简化的两个补丁模型之间的联系Chubukov等人。和一个五带分析Wang等人。对于一个宽的参数范围内,占主导地位的配对不稳定性发生在扩展的s波通道。结果清楚地显示了电子和空穴袋之间的对散射的相关性。我们还论证了未掺杂系统的反铁磁相与超导相之间的相变可能是一级相变。
2009-03-11 cond-mat.supr-con
Magnetic Order versus superconductivity in the Iron-based layered La(O1-xFx)FeAs systems
在高转变温度(高Tc)的铜氧化物中,通常认为反铁磁性在超导机制中起着重要作用,因为当移动电子或空穴被掺杂到反铁磁性母体化合物中时发生超导性。最近在稀土(R)铁基氧化物系统[RO 1-xFxFeAs]中发现的超导性引起了极大的兴趣,因为这些材料是第一个Tc超过50 K的非氧化铜超导体。母(非超导)LaOFeAs材料是金属,但在电阻率和直流磁化率在150 K附近的异常。虽然光学电导率和理论计算表明,LaOFeAs表现出自旋密度波(SDW)的不稳定性,被抑制与掺杂电子形成超导性,一直没有直接的证据SDW秩序。在这里,我们用中子散射证明,LaOFeAs经历了一个突然的结构畸变低于~150 K,改变了对称性从四斜晶系(空间群P4/nmm)的单斜晶系(空间群P112/n)在低温下,然后与发展的长程SDW型反铁磁秩序在~134 K的小力矩,但简单的磁结构。用氟掺杂该系统抑制了磁有序和结构畸变,有利于超导性。因此,很像高Tc铜氧化物,在这些铁基材料的超导制度发生在一个远程有序的反铁磁基态附近。自从发现了长
2008-04-04 cond-mat.supr-con