测量了双层铁磷属元素化物母体化合物BaFe $_2$ As $_2$的磁结构相变附近的磁关联。在BaFe $_2$ As $_2$的反铁磁相变附近，预期并已初步观察到向三维临界行为的交叉。在这里，我们报告的互补测量的二维磁涨落在一个广泛的温度范围约T $_N$。讨论了二维临界涨落在BaFe $_2$ As $_2$磁相行为中的潜在作用及其在预期的向三维临界行为和长程序的交叉附近的演化。
英文摘要：
Magnetic correlations near the magneto-structural phase transition in the bilayer iron pnictide parent compound, BaFe$_2$As$_2$, are measured. In close proximity to the antiferromagnetic phase transition in BaFe$_2$As$_2$, a crossover to three dimensional critical behavior is anticipated and has been preliminarily observed. Here we report complementary measurements of two-dimensional magnetic fluctuations over a broad temperature range about T$_N$. The potential role of two-dimensional critical fluctuations in the magnetic phase behavior of BaFe$_2$As$_2$ and their evolution near the anticipated crossover to three dimensional critical behavior and long-range order are discussed.
Unconventional superconductivity and antiferromagnetic quantum critical behavior in the isovalent-doped BaFe2(As1-xPx)2
用$^{31}$ P NMR研究了BaFe $_2$（As $_{1-x}$ P $_x$）$_2$的自旋动力学随P浓度的变化.我们的核磁共振研究表明，二维反铁磁（AF）的波动显着增强与静态磁化率的变化不大接近AF阶段从超导圆顶。此外，磁有序温度$θ$推导出的弛豫速率在最佳掺杂消失。这些结果为量子临界点（QCP）提供了明确的证据，表明与QCP相关的AF涨落在高- $T_c$超导性中发挥着核心作用。
Probing the reconstructed Fermi surface of antiferromagnetic BaFe$_2$As$_2$ in one domain
利用角分辨光电子能谱（ARPES）研究了铁基超导体的原型母体化合物BaFe $_2$ As $_2$的电子结构。我们的高分辨率测量的机械应变的应用程序解孪晶的样品揭示了一个高度各向异性的三维费米表面在低温磁相。通过比较所观察到的色散与从头计算，我们认为，总体上它是磁性，而不是轨道排序，这是占主导地位的效果，重建整个Fe 3d带宽的电子结构。最后，我们直接从一个域内测量带色散，而不施加应变的样品，通过使用亚微米聚焦束斑的纳米ARPES仪器。
Spin dynamics near a putative antiferromagnetic quantum critical point in Cu substituted BaFe$_2$As$_2$ and its relation to high-temperature superconductivity
我们提出的非超导Ba（Fe ${_{0.957}}$ Cu ${_{0.043}}$）${_2}$作为${_2}$，一个组合物的AFM有序和顺磁相之间的量子临界点的弹性和非弹性中子散射测量的结果。通过将这些结果与低Cu组份以及母体化合物BaFe $_2$ As $_2$和超导Ba（Fe $_{1-x}$ Ni $_x$）$_2$作为$_2$化合物，我们证明了Ba的反铁磁有序态中的顺磁自旋涨落是明显的（Fe $_{0.957}$ Cu $_{0.043}$）$_2$作为$_2$，它不同于超导化合物中类似AFM的自旋涨落。我们的观察表明，铜替代扰乱准粒子之间的相互作用和自旋涨落。我们还表明，自旋-自旋相关长度，${ξ(T)}$，迅速增加，随着温度的降低，并找到${ω/T}$标度行为，量子临界的标志，在反铁磁量子临界点。
Sequential structural and antiferromagnetic transitions in BaFe$_2$Se$_3$ under pressure
在两条腿的梯形化合物BaFe $_2$ S $_3$中发现了超导电性，确立了123型铁硫族化合物作为铁基超导体家族中一个新的和有趣的亚群。然而，在这个123系列中，BaFe $_2$ Se $_3$是例外的成员，具有不同于所有其他的磁性顺序和晶体结构。最近，一个令人兴奋的实验报道了BaFe $_2$ Se $_3$在高压下出现超导性[J. - J. Ying等人，Rev. B 95，241109（R）（2017）]。在这篇文章中，我们报告了BaFe $_2$ Se $_3$的第一性原理研究。我们的分析揭示了BaFe $_2$ S $_3$和BaFe $_2$ Se $_3$之间的各种定性差异，包括在后者中，随着压力的增加，一个意想不到的转变链。首先，通过逐渐减小铁梯的倾斜角度，晶体结构在~6 GPa下从Pnma平滑地转变为Cmcm。第二，系统在10.4 GPa下变成金属。第三，其独特的环境压力Block反铁磁基态被~12 GPa下更常见的CX反铁磁序取代，与123-S阶梯的磁态相同。这种转变是在与实验超导转变非常相似的压力下发现的。最后，所有的磁矩在30 GPa时消失。这份完整的相演化理论图非常重要，因为在高压实验中捕获许多物理性质的技术挑战。计算结果表明BaFe $_2$ Se $_3$和BaFe $_2$ S $_3$的超导性具有不同的特征：在123-S中，当磁矩消失时，出现配…
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。
Suppression of low-energy longitudinal spin-excitations in Co-underdoped BaFe2As2
利用极化非弹性中子散射实验研究了Co欠掺杂BaFe $_2$ As $_2$的正常相和超导相的磁激发，该样品具有反铁磁有序和超导电性共存的特点.在正常状态下，反铁磁有序导致在所有三个自旋方向上的加宽的自旋隙开口，这让人想起纯反铁磁BaFe $_2$ As $_2$中的磁响应。特别是纵向激励表现出一个大的差距。在超导态中，我们发现了两种不同的共振激发，它们在自旋空间中都是各向异性的，并且都不出现在纵向极化通道中。这种行为与之前在接近最佳或更高掺杂的样品上的极化中子结果形成对比。由反铁磁序引起的纵向涨落的能隙似乎比超导能隙的两倍大得多，足以抑制与超导态的任何相互作用。这种被抑制的低能纵向涨落权重可以解释低掺杂BaFe $_2$ As $_2$中超导转变温度的降低，并表明反铁磁性和超导性在局部共存。
Dirac nodal pockets in the antiferromagnetic parent phase of FeAs superconductors
我们发现，以前测得的小费米表面口袋内的反铁磁相SrFe 2 As 2和BaFe 2 As 2是一致的狄拉克色散调制层间跳跃，从而产生一个狄拉克点在k-空间和一个尖点的磁场角度依赖的磁量子振荡频率。这些发现支持了这些材料中节自旋密度波的存在，这可能在保护金属态免受局域化效应方面发挥重要作用。SrFe_2As_2和BaFe_2As_2中狄拉克费米子的速度比石墨烯中慢14-20倍，这表明磷属元素化物为探索强相互作用狄拉克费米子的效应提供了实验室。
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。
Longitudinal magnetoresistance in Co-doped BaFe2As2 and LiFeAs single crystals: Interplay between spin fluctuations and charge transport in iron-pnictides
Effect of iron vacancies on the magnetic order and spin dynamics of the spin ladder BaFe$_{2-δ}$S$_{1.5}$Se$_{1.5}$
准一维铁硫属化物具有不同的磁状态，这取决于晶格畸变、电子相关性和缺陷的存在。本文报道了含$\sim$ 6%铁空位的自旋梯化合物BaFe $_{2-δ}$ S $_{1.5}$ Se $_{1.5}$的中子衍射和非弹性中子散射实验。数据显示，长程磁秩序是不存在的，而对应于条纹和块型反铁磁相关的特征磁激发观察。第一性原理计算支持在实验样品中同时存在条状和块状反铁磁短程有序。长程磁序的消失可能是由于这两种磁序之间的竞争，对于一定浓度的铁空位，这种竞争大大增强，我们计算的铁空位浓度约为6%，与测量的铁空位浓度一致。我们的结果突出了铁基自旋梯系统中的铁空位如何强烈地影响磁性基态。
Theoretical study on the anisotropic electronic structure of antiferromagnetic BaFe$_2$As$_2$ and Co-doped Ba(Fe$_{1-x}$Co$_x$)$_2$As$_2$ seen by angle-resolved photoemission
用一步模型计算方法研究了铁磷属元素化物原型化合物BaFe $_2$ As $_2$和Ba（Fe $_{1-x}$ Co $_x$）$_2$ As $_2$在低温反铁磁相中的角分辨光电发射中所表现出的强面内各向异性.完全相对论计算是基于Korringa-Kohn-Rostoker-Green函数方法结合相干势近似合金理论，以一种可靠的方式来解释Co取代Fe位引起的无序。计算的结果可以直接与实验光谱的解孪晶单晶。人们发现非常好的协议与实验，可以揭示所有的电子结构的功能，有助于在平面各向异性。特别是局域密度近似可以捕捉到大多数的相关效应的调查系统，而不需要更先进的技术。此外，可以几乎连续地跟踪Ba（Fe $x$ Co $_x$）$_2$ As $_2$中随Co浓度增加的各向异性的演变。结果也被用来讨论表面效应，它是可能的，以确定明确的签名，以得出不同类型的表面终止。
Direct observation of spin excitation anisotropy in the paramagnetic orthorhombic state of BaFe$_{2-x}$Ni$_x$As$_2$
我们用输运和非弹性中子散射测量研究了铁磷属元素化物BaFe $_{2-x}$ Ni $_{x}$ As $_{2}$（$x=0,0.03$）的单晶，它在$T_s$处表现出四方晶到正交晶的结构转变，在$T_N$（$T_s\geq T_N$）处表现出条纹反铁磁有序.利用可调单轴压力装置，研究了不同压力条件下晶体在反铁磁波矢$S_1(1,0)$及其90 $^\circ$旋转波矢$S_2(0,1)$下的输运和自旋激发特性。我们发现，所需的单轴压力去孪晶和维持单畴正交反铁磁相的BaFe $_{2-x}$ Ni $_{x}$作为$_{2}$诱导电阻率和自旋激发各向异性在温度高于零压力$T_s$。在单轴无压退孪晶样品中，$S_1(1,0)$和$S_2(0,1)$之间的自旋激发各向异性首先出现在$T_s$下面的顺磁正交相中。这些结果与自旋自旋理论的预测一致，表明铁磷属元素化物中不存在高于$T_s$的结构或相变。
Commensurate Itinerant Antiferromagnetism in BaFe2As2: 75As-NMR Studies on a Self-Flux Grown Single Crystal
我们报告的结果75砷核磁共振（NMR）实验上的自助熔剂生长的BaFe 2 As 2单晶。一个一级反铁磁（AF）转变附近135 K的NMR谱线的分裂，这是伴随着同时的结构转变，证明了突然大的变化的电场梯度张量在作为网站。NMR结果导致几乎唯一的条纹自旋结构在AF相。自旋-晶格弛豫速率的数据表明，在顺磁相中，随着温度的降低，各向异性的条纹型自旋涨落的发展。
Magnetic form factor analysis on detwinned single crystal of BaFe$_2$As$_2$
我们对铁基超导体的母体化合物BaFe $_2$ As $_2$单晶进行了12 K的中子衍射测量。为了研究反铁磁相中磁形状因子的面内各向异性，测量中使用了去孪晶的单晶。磁结构因子和磁形状因子可以用自旋密度来解释，自旋密度由占40%的$3d_{yz}$电子和占15%的其他四个$3d$轨道的电子组成.这种各向异性磁形状因子与铁基超导体母体化合物的反铁磁相中观察到的各向异性磁行为定性一致。
Local Magnetic Inhomogeneities in Lightly Doped BaFe$_2$As$_2$
我们报告$^{75}$ As NMR测量BaFe $_2$ As $_2$掺杂Ni。像Co一样，Ni掺杂抑制反铁磁和结构相变，并且对于足够大的Ni掺杂产生超导性。自旋晶格弛豫速率在$T_N$处发散，具有与局部矩的3D排序一致的临界指数。在有序状态下，光谱随着掺杂而迅速不均匀地加宽。我们提取的有序矩的平均大小作为掺杂的函数，并表明，在该模型中，该命令保持相称，但在掺杂剂附近的局部振幅变化充分解释了我们的观察。
Complete Fermi surface in BaFe$_2$As$_2$ observed via Shubnikov-de Haas oscillation measurements on detwinned single crystals
结果表明，BaFe $_2$ As $_2$反铁磁相的费米面（FS）由一个空穴和两个电子袋组成，它们都是三维的封闭的，与角分辨光电子能谱所观察到的FS形成鲜明对比.载波补偿和索末菲系数的考虑排除了未观察到的FS口袋的存在。一个标准的能带结构计算合理占所观察到的FS，尽管高估了有序矩。质量增强，即有效质量与能带质量之比，为2- 3。
Effect of electron-doping on spin excitations of underdoped BaFe$_{1.96}$Ni$_{0.04}$As$_{2}$
我们用中子散射研究了BaFe $_{1.96}$ Ni $_{0.04}$ As $_{2}$中的磁序和自旋激发。在冷却过程中，该体系在$\sim$ 97 K附近首先从四方晶系转变为正交晶系，然后在$T_N=91$ K时发生反铁磁有序，在低于$\sim$ 15 K时出现弱超导性.虽然超导性似乎与静态反铁磁秩序共存的运输和中子衍射测量，非弹性中子散射实验表明，磁激发不响应超导性。相反，电子掺杂的效果是减少BaFe $_2$ As $_2$中的c轴交换耦合，并诱导准二维自旋激发。这些结果表明，通过电子掺杂实现从三维自旋波到二维自旋激发的转变，对于分离的结构/磁性相变和高温超导性具有重要意义。
Measurements of the superconducting fluctuations in optimally-doped BaFe$_{2-x}$Ni$_x$As$_2$ under high magnetic fields: Probing the 3D anisotropic Ginzburg-Landau approach
通过对几种高质量优化掺杂的BaFe $_{2-x}$ Ni $_x$ As $_2$晶体的面内介导率的测量，研究了铁基超导体正常态内的超导涨落。这些测量是在振幅高达14 T的磁场中进行的，并且相对于晶体c轴具有不同的取向（0、53和90度）。结果允许严格检查的适用性最近提出的Ginzburg-Landau方法的波动电导率的三维各向异性材料中存在的有限施加磁场。
Electronic structure and exotic exchange splitting in spin-density-wave states of BaFe$_2$As$_2$
母体化合物的磁性通常与超导电性的微观机制密切相关。本文报道了对新发现的铁基超导体BaFe $_2$ As $_2$的电子结构的首次直接测量，为进一步的研究提供了基础。我们发现BaFe $_2$ As $_2$中的自旋密度波（SDW）的能量是通过能带结构的奇异交换劈裂而降低的，而不是通过费米表面的巡游电子嵌套。这清楚地表明，金属SDW状态可以单独由局部磁矩的相互作用引起，类似于铜酸盐母体化合物中的反铁磁序的性质。
Phonon softening near structural transition in BaFe2As2 observed by inelastic x-ray scattering
在这项工作中，我们提出了一个非弹性X射线散射实验的结果，详细的行为的横向声学[110]声子在BaFe 2 As 2作为温度的函数。当通过结构转变温度冷却时，横向声学声子能量从室温下的值减少，在非弹性动量传递q=0.1附近达到最大位移。这种软化的晶格的结果在一个变化的对称性从四方晶系到斜方晶系在相同的温度下的过渡到长程反铁磁秩序。虽然晶格畸变很小，但磷属元素化物母体化合物的磁交换常数的各向异性很大。我们提出了电子-声子耦合机制来描述晶格软化和磁有序开始之间的相互作用。
Two-dimensional Massless Dirac Fermions in Antiferromagnetic AFe2As2 (A = Ba, Sr)
本文报道了砷化铁超导体的两种代表性母体化合物AFe $_{2}$ As $_{2}$（A = Ba，Sr）在磁场（B）达17.5T下的红外光谱研究。在这两个母体化合物的反铁磁态中观察到朗道能级之间的光学跃迁。我们观察到LL跃迁能量与$\sqrt{B}$的依赖关系，在跃迁能量和能量比的线性外推下，零能量拦截在B = 0 T处（$\sim$ 2.4）之间观察到的LL跃迁，结合二维（2D）动量空间中的线性带色散，通过理论计算获得，证明了反铁磁BaFe $_{2}$ As $_{2}$中存在无质量狄拉克费米子。更重要的是，所观察到的零LL相关的吸收特征的优势和沿动量方向具有极弱色散的计算带$k_{z}$表明，BaFe $_{2}$ As $_{2}$中的无质量狄拉克费米子是2D的。此外，我们还发现锶原子完全取代BaFe $_{2}$ As $_{2}$中的钡原子不仅保持了体系中的二维无质量Dirac费米子，而且提高了它们的费米速度，这支持了铁砷化物母体化合物中Dirac点受到拓扑保护的观点.
Phase transition beneath the superconducting dome in BaFe$_2$(As$_{1-x}$P$_x$)$_2$
我们提出了一个理论的超流密度，$ρ_s$，在BaFe $_2$（作为$_{1-x}$ P $_x$）$_2$在附近的一个假定的自旋密度波量子临界点在P掺杂，$x=x_{c}$的大抑制。我们认为，转变成为弱的一阶附近的$x_{c}$，和无序诱导的超导和反铁磁区域在短的长度尺度的水坑，从而系统成为一个电子微乳液。我们认为超导晶粒间的约瑟夫森耦合抑制了$ρ_s$。此外，“正常”准粒子在界面处的挫折约瑟夫森结的存在下，将引起一个高度非平凡的功能，在低频响应在一个狭窄的附近$x_c$。我们提出了一些实验来验证我们的理论。
Measurements of the fluctuation-induced in-plane magnetoconductivity at high reduced temperatures and magnetic fields in the iron arsenide BaFe(2-x)NixAs2
Effect of nematic order on the low-energy spin fluctuations in detwinned BaFe$_{1.935}$Ni$_{0.065}$As$_2$
有序的起源仍然是铁基超导体的主要争论之一。在基于自旋向列性的理论中，一个主要的预测是（0，$π$）处的自旋-自旋相关长度应随着低于结构转变温度$T_s$的温度的降低而减小。本文报道了单轴压力下BaFe $_{1.935}$ Ni $_{0.065}$ As $_2$中低能自旋涨落的非弹性中子散射研究。强度和自旋-自旋关联在高温下开始表现出各向异性行为，而自旋-自旋关联长度在（0，$π$）处的减小发生在$T_s$之下，表明有序度对低能自旋涨落有很强的影响.我们的结果支持将自旋自由度作为电子有序驱动力的观点。
Three-dimensional Resonance in superconducting BaFe$_{1.9}$Ni$_{0.1}$As$_2$
用非弹性中子散射方法研究了GaAs基超导体BaFe $_{1.9}$ Ni $_{0.1}$ As $_2$在超导转变温度$T_c=20$ K以上和以下的磁激发.除了在面内反铁磁有序波矢$(1,0,0)$处逐渐打开自旋能隙外，超导的作用是形成沿c轴方向具有清晰色散的三维共振。共振强度的发展类似于超导序参量，并且模式在$(1,0,0)$和$(1,0,1)$上以明显不同的能量出现。如果共振能与超导能隙$Δ$直接相关，则$Δ$取决于沿c轴的波矢转移。这些结果表明，在解释超导能隙的表面敏感探针，如扫描隧道显微镜和角分辨光电能谱得到的，必须小心。
Nematic Quantum Critical Fluctuations in BaFe$_{2-x}$Ni$_x$As$_2$
通过测量单轴压力下的面内电阻变化，系统地研究了电子掺杂铁基超导体BaFe $_{2-x}$ Ni $_x$ As $_2$中的电子涨落.虽然可以通过沿着（110）方向的测量来识别量子临界点，但由于类似的Curie-Weiss行为，量子和热临界涨落无法区分。在这里，我们发现，一个相当大的压力依赖于电阻率沿（100）方向存在于所有的掺杂水平，这是对一个简单的图片伊辛型的电阻率模型。沿（100）方向的信号在最佳掺杂时达到最大值，表明它与双量子临界涨落有关。我们的结果表明，条纹反铁磁序的热涨落占主导地位的欠掺杂区沿（110）方向。我们认为，要么有一个强耦合之间的量子临界波动和费米子，或更奇特的是，一个更高的对称性可能存在于周围的最佳掺杂。
Polarization-Dependent Three-Dimensional Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy of BaFe$_{1.8}$Co$_{0.2}$As$_{2}$
我们利用偏振和光子能量相关的角度分辨光电子能谱研究了一种稍过掺杂的铁磷属元素化物超导体BaFe $_{1.8}$ Co $_{0.2}$ As $_{2}$的三维电子结构，包括布里渊区中心的轨道特征.观察到具有$d_{xz/yz}$和$d_{xy/x^2-y^2}$轨道的两个空穴费米面（FS），但是没有出现根据自旋涨落超导机制理论具有节点的$d_{z^2}$空穴FS。这些结果表明，在区域中心的孔FS处不会出现节点。
Uniaxial pressure effect on the magnetic ordered moment and transition temperatures in BaFe$_{2-x}T_x$As$_2$ ($T=$Co, Ni)
我们使用中子衍射和μ子自旋弛豫研究了面内单轴压力对BaFe $_2$ As $_2$及其Co和Ni取代成员中反铁磁（AF）正交相的影响。在低温AF有序状态下，使正交晶体去孪晶所需的单轴压力也增加了磁有序矩，对于BaFe $_{1.9}$ Co $_{0.1}$ As $_2$，在40 MPa下达到11 $\%$的增加，并且对于BaFe $_{1.915}$ Ni $_{0.085}$ As $_2$，达到15 $\%$的增加。我们还观察到的AF有序温度（$T_N$）的增加约0.25 K/MPa的所有化合物，符合密度泛函理论计算，揭示更好的费米表面嵌套巡游电子单轴压力下。结合动力学平均场理论和密度泛函理论，得到了磁有序矩的掺杂依赖性，表明在最佳超导性附近，压力诱导的磁有序矩增加与量子涨落和附近的电子相变密切相关.
