用X射线吸收近边结构(XANES)测量方法研究了$_{1-x}$硫族化合物的电子结构.观察到Fe 1 s $\to$ 3d(以及Se/Te混合$p$态)引起的强烈的Fe K边边前峰,表明随着Te的取代和X射线偏振的变化,K边前峰发生了实质性的变化.由于Se 1 s $\to$ 4p跃迁而在Se K边XANES中出现的主要白线峰与Se $^{2-}$系统预期的白线峰相似,并且随着Te取代而变化。极化曲线表明,在费米能级附近的未占Se轨道具有明显的$p_{x,y}$特征.这些结果为研究Fe基硫族化合物超导体中Fe $3d$和硫族元素$p$态的杂化提供了重要信息。
英文摘要:
Fe K-edge and Se K-edge x-ray absorption near edge structure (XANES) measurements are used to study FeSe$_{1-x}$Te$_{x}$ electronic structure of chalcogenides. An intense Fe K-edge pre-edge peak due to Fe 1s$\to$3d (and admixed Se/Te $p$ states) is observed, showing substantial change with the Te substitution and X-ray polarization. The main white line peak in the Se K-edge XANES due to Se 1s $\to$ 4p transition appear similar to the one expected for Se$^{2-}$ systems and changes with the Te substitution. Polarization dependence reveals that unoccupied Se orbitals near the Fermi level have predominant $p_{x,y}$ character. The results provide key information on the hybridization of Fe $3d$ and chalcogen $p$ states in the Fe-based chalcogenide superconductors.
Orbital superconductivity, defects and pinned nematic fluctuations in the doped iron chalcogenide FeSe$_{0.45}$Te$_{0.55}$
我们表明,差分电导,$dI/dV$,通过光谱成像扫描隧道显微镜测量的掺杂铁硫属化物FeSe $_{0.45}$ Te $_{0.55}$,具有一系列的特征,允许一个提取的超导间隙的轨道结构。这在两个类空穴费米面上产生了近各向同性的超导带隙,而在类电子费米面上产生了强各向异性的带隙。此外,我们表明,钉扎由缺陷的涨落可以引起一个哑铃状的空间结构的诱导杂质束缚态,并解释了相关的$C_2$ -对称性的傅立叶变换微分电导。
Interface control by homoepitaxial growth in pulsed laser deposited iron chalcogenide thin ilms
利用脉冲激光沉积(PLD)技术生长铁硫族化合物薄膜在化学计量比、织构、衬底/薄膜界面性质和超导性质的同时控制方面仍然是一个微妙的问题。组分的高挥发性将最佳沉积温度急剧限制在狭窄的窗口内,并且主要挑战基于真空的方法的再现性。在这项工作中,我们证明了有益的半导体FeSe $_{1\text{--}x}$ Te $_x$种子层的后续同质外延生长超导FeSe $_{1\text{--}x}$ Te $_x$薄膜在MgO衬底上。MgO是用于超导薄膜应用的最有利的衬底之一,但是在MgO上的铁硫属化物薄膜的受控生长尚未被优化并且是最少被理解的。MgO和FeSe $_{1\text{--}x}$ Te $_x$的晶格常数之间约11%的大失配导致具有混合织构的薄膜,这阻止了对FeSe $_{1\text{--}x}$ Te $_x$的结构和电性能之间的相关性的进一步精确调查。在这里,我们提出了一种有效的方法来显着提高超导FeSe $_{1\text{--}x}$ Te $_x$薄膜的外延生长具有可重复的高临界温度($\geq$ 17 K)在降低的沉积温度(200 °C - 320 °C)在MgO上使用PLD。这提供了各种应用的广泛范围。
Electric Transport of a Single Crystal Iron Chalcogenide FeSe Superconductor: Evidence of Symmetry Breakdown Nematicity and Additional Ultrafast Dirac cone-Like Carriers
在FeAs超导体中普遍观察到SDW反铁磁(SDW-AF)低温相变,AF自旋涨落对超导配对机制起着重要作用.然而,在FeSe超导体中没有观察到类似的磁相变,这引起了相当多的讨论。我们报告的内在电子状态的铁硒阐明运输测量下磁场使用高品质的单晶。一个迁移率谱分析,从头算方法,不作假设的多载流子系统中的输运参数,提供了非常重要和明确的证据,另一个隐藏的顺序,最有可能的对称性破缺从四碳C4对称性的C2对称向列性与选择性d-轨道分裂,存在于超导FeSe的情况下以外的AF磁序自旋涨落。FeSe中的本征低温相处于几乎补偿的半金属态,但另外伴随有狄拉克锥状超快电子$\sim$ 10 $^4$ cm $^2$(VS)$^{-1}$作为少数载流子。
Importance of structural distortions in enhancement of transition temperature in FeSe$_{1-x}$Te$_{x}$ superconductors
利用扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)研究了FeSe $_{1-x}$ Te $_x$(x = 0,0.5和1.0)化合物中Fe K边的温度(12 K $\le$ T $\le$ 300 K)依赖的扩展X射线吸收精细结构,以了解Te掺杂FeSe时T $_C$增加的原因.虽然FeSe和FeSe $_{0.5}$ Te $_{0.5}$在超导起始附近存在局部畸变,但它们在非超导FeTe中似乎不存在。至关重要的是阴离子高度的变化。在FeSe $_{0.5}$ Te $_{0.5}$中,在超导起始附近,两个高度,$h_{Fe-Se}$和$h_{Fe-Te}$表现出几乎相反的行为。这些变化表明铁硫族化合物的铁硫族杂化和超导转变温度之间可能存在相关性。
Step-edge assisted large scale FeSe monolayer growth on epitaxial Bi2Se3 thin films
铁硫族化物非常规超导体的兴趣是强烈的后,FeSe的临界温度被报道提高了一个以上的数量级的单层限制在界面处的绝缘氧化物衬底。在包括FeSe与拓扑绝缘体的界面的异质结构中,预测会出现例如{ \it拓扑超导性}形式的另外的感兴趣的物理现象。到目前为止,铁硫系单分子膜的超导特性主要是通过局域扫描隧道谱实验来研究的,局域扫描隧道谱实验可以检测到态密度中的赝能隙,作为库珀配对的指示。由于难以生长具有均匀材料性质的薄膜,因此很少报道可以证明或证伪超导相的直接宏观输运性质。在这里,我们报告了一个有前途的生长方法,以制造单层厚FeSe分子束外延生长的Bi $_2$ Se $_3$拓扑绝缘体薄膜的连续地毯。与先前使用原子级平坦解理的块体Bi $_2$ Se $_3$晶体表面的工作相比,我们观察到高台阶边缘密度(平台宽度约10 nm)对MBE生长的Bi $_2$ Se $_3$衬底的强烈影响,这显著地促进了具有小的四方晶体畸变的聚结FeSe畴的生长,而不损害下面的Bi $_2$ Se $_3$晶体结构。
Electronic structure of ruthenium-doped iron chalcogenides
采用密度泛函理论(DFT),从第一性原理出发,研究了Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Se和Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Te体系的结构和电子性质.利用范数守恒赝势方法,得到了铁硫族化合物四元晶胞的晶格参数和硫族原子位置的合理值。铁硫族化合物的结构参数的实验数据和DFT计算结果之间的差异是众所周知的半核原子状态,这是冻结在这里使用的方法。这种方法产生有效的结果的电子结构的研究化合物。Ru基硫属化物表现出相同的拓扑结构的费米面(FS)的FeSe,不同的只是在微妙的FS嵌套功能。计算结果表明,RuSe和RuTe的基态为反铁磁,而固溶体Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Se和Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Te的基态分别为单条和双条反铁磁.然而,计算的稳定化能量值是每个系统的可比性。这些磁性排列之间的相变可能由硒化铁和碲化铁晶胞中硫属原子位置和晶格参数$a$的微小变化引起。由于铁硫族化合物的超导性是由单条纹磁相的自旋涨落介导的,因此Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Se和Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Te系统是新的铁基超导材料的良好候选者。
Drastic field-induced resistivity upturns as signatures of unconventional magnetism in superconducting iron chalcogenides
University of Oxford(牛津大学);Max Planck Institute for Solid State Research(马克斯·普朗克固体研究所);Institute of High-Pressure Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院高压物理研究所);Institute for Quantum Materials and Technologies, Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院量子材料与技术研究所)
在这里,我们报告的电子结构的FeS,最近确定的铁基超导体。我们的高分辨率角分辨光电子能谱研究表明,两个空穴($α$和$β$)和两个电子($η$和$δ$)费米口袋周围的布里渊区中心和角落,分别,所有这些都表现出适度的色散沿$k_z$。然而,没有观察到第三个类空穴带($γ$),这是从能带计算中预期的带中心周围,在铁基超导体中很常见。由于这个带具有最高的重整化因子,并且被认为是最容易受到缺陷的影响,所以它在我们的数据中的缺失可能是由于缺陷散射-然而超导性可以在$γ$带中没有相干准粒子的情况下存在。这可能有助于解决目前关于FeS超导能隙结构的争论。此外,通过比较各种铁硫族化合物,包括FeS、FeSe $_{1-x}$ S $_x$、FeSe和FeSe $_{1-x}$ Te $_x$的$β$带宽,我们发现FeS的$β$带宽最宽。然而,与能带计算相比,FeS的能带重整化因子仍然相当大,这表明相当大的电子相关性。这就解释了为什么非常规的超导性可以在FeSe $_{1-x}$ Te $_{x}$和FeSe $_{1-x}$ S $_{x}$中在如此宽的等价取代范围内持续存在。
Ab-initio investigation of lattice distortions in response to van der Waals interactions in FeSe
非常规超导体中的电子结构是理解动量相关对相互作用和由此产生的超导能隙函数的关键。在铁基硫族化合物超导体中,电子色散、能隙结构和配对机制对$k_z$依赖性的重要性一直存在争议。在这里,我们提出了一个详细的调查的范德华相互作用FeSe和它的相互作用与磁无序和真实的空间结构特性。使用密度泛函理论,我们表明,他们需要考虑到调查后的三维效果,包括非平凡的拓扑结构,FeSe $_{1-x}$ Te $_x$和FeSe $_{1-x}$ S $_x$系统。此外,顺磁(PM)无序的影响被认为是在自旋空间平均的方法。我们的计算表明,PM放松的结构支持的图片不同的竞争有序的磁态在磁制度,产生磁挫折。
A possible superconducting gap signature with filling temperature around 40 K in hexagonal iron telluride islands
Peking University(北京大学);ShanghaiTech University(上海科技大学);Quantum Science Center of Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area (Guangdong)(粤港澳大湾区量子科学中心(广东));Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);Collaborative Innovation Center of Quantum Matter(量子物质协同创新中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)