使用隧道二极管谐振器在Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$的单晶中测量平面内伦敦穿透深度$Δλ(T)$,其中$x$具有五个掺杂水平,从欠掺杂$T_c$ =11 K($x$ =0.17)到最佳掺杂$T_c=$ 38 K($x_\textmd{\scriptsize opt}$ = 0.35)。在最佳掺杂的样品中,$Δλ(T)$在$T \to 0$极限下表现出指数饱和,表明完全带隙的超导性。最低- $T_c$样品显示出强得多的$Δλ(T)$的非指数变化。拟合数据的幂律,$Δλ(T)= AT^n$,揭示了一个单调下降的指数$n$与$x$朝向欠掺杂的边缘的超导圆顶。比较与$n \approx 1.2$报告在KFe $_2$作为$_2$($T_c$ =3.5 K,$x=$ 1),表明一个圆顶状的变化$n$与$x$,这意味着一个演变的拓扑结构的超导能隙从充分和各向同性的中心的圆顶强烈的各向异性,并最终在圆顶的边缘节点。
英文摘要:
The in-plane London penetration depth, $Δλ(T)$, was measured using a tunnel diode resonator in single crystals of Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$ for five doping levels $x$ ranging from underdoped, $T_c$=11 K ($x$=0.17), to optimally doped, $T_c=$38 K ($x_\textmd{\scriptsize opt}$= 0.35). In the optimally doped samples, $Δλ(T)$ shows exponential saturation in $T \to 0$ limit suggesting a fully gapped superconductivity. The lowest-$T_c$ samples show much stronger non-exponential variation of $Δλ(T)$. Fitting the data to a power-law, $Δλ(T)= AT^n$, reveals a monotonic decrease of the exponent $n$ with $x$ towards the underdoped edge of the superconducting dome. Comparison with $n \approx 1.2$ reported in KFe$_2$As$_2$ ($T_c$=3.5 K, $x=$ 1), suggests a dome-like variation of $n$ with $x$, implying an evolution of the topology of the superconducting gap from full and isotropic in the center of the dome towards strongly anisotropic and, eventually, nodal at the dome edges.
On the Nature of the `Quasiparticle' Peak in the Angular Resolved Spectrum of the Superconducting Underdoped Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_8$
研究了Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_8$在超导转变温度以下冷却时,$M$点附近角分辨光电子能谱的重构.限制我们的注意力的情况下,欠掺杂的样品,我们提供了一个现象学的机制独立的参数,解释了出现在频谱中的正常状态pseudogap的峰值。所有的基本实验观察,包括峰值色散,“dip-and-hump”形状的超导态谱和外观的峰值在温度略高于$T_c$,自然解释。
Evidence for a superconducting origin of prominent features of the in-plane infrared response of underdoped cuprates and implications of their persistence above $T_{\mathrm{c}}$
Neutron Scattering Evidence for a Periodically-Modulated Superconducting Phase in the Underdoped Cuprate La$_{1.905}$Ba$_{0.095}$CuO$_4$
反铁磁自旋关联在高温超导体中的作用仍然是一个有争议的问题。我们提出的非弹性中子散射证据表明,在La $_{1.905}$ Ba $_{0.095}$ CuO $_4$中,无带隙自旋涨落与超导电性共存。此外,我们还观察到超导关联的出现增强了低能磁谱权重和自旋不变性。我们认为这种共存是通过对波函数的空间调制和反铁磁关联的相互作用而发生的。该提议也与充分欠掺杂的La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$和YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$直接相关。
Screening of point charge impurities in highly anisotropic metals: application to $μ^+$ spin relaxation in underdoped cuprates
我们计算屏蔽电荷密度分布由于点电荷,如正μ子($μ^+$),放置在平面之间的高度各向异性的层状金属。在欠掺杂的空穴铜氧化物中,屏蔽电荷将$μ^+$附近的金属平面晶胞中的电荷密度转换为接近其在绝缘状态下的值。极化中子衍射所观察到的电流环有序状态,然后消失在这样的细胞,也在附近的细胞在一个距离的顺序的内在相关长度的环有序状态。这又强烈地抑制了$μ^+$位置处的回路电流场。我们估计了欠掺杂$_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$和La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$中的抑制场,发现在前一种情况下与观测到的0.2- 0.3 G场一致,在后一种情况下与观测到的$\sim$ 0.2 G上界一致.这解决了中子衍射和$μ$ SR实验之间的争议。筛选计算也有相关的铜酸盐中的其他电荷杂质的影响,如掺杂剂本身。
1/8 Doping Anomalies and Oxygen Vacancies in Underdoped Superconducting Cuprates
讨论了几种铜氧化物超导体的热导率($κ$)随温度和掺杂的变化。在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$和Hg铜酸盐中观察到的1/8掺杂附近的正常状态$κ$和$κ$在$T_c$的斜率变化的抑制值,分别归因于局部晶格畸变和超导冷凝物的抑制。这两种现象都被认为是由局部平面孔的小区域引起的,可能是相分离的表现。结果表明,$κ$的相行为反映了条纹动力学和氧空位团簇对1/8掺杂异常条纹的钉扎。
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。
Fragile charge order in the non-superconducting ground state of the underdoped high temperature superconductors
几十年来,空穴欠掺杂氧化铜超导体的正常态一直是一个谜。测量一个小的费米面的量子振荡抑制超导高施加磁场,连同互补的光谱测量的空穴欠掺杂的氧化铜超导体,点从电荷顺序在YBa 2 Cu 3 O 6 +x的节点电子口袋。在这里,我们报告的量子振荡测量密切相关的化学计量材料YBa 2Cu 4 O 8,这揭示了类似的费米表面性质YBa 2Cu 3 O 6 +x,尽管没有在相同的光谱技术,如X-射线衍射,揭示在YBa 2Cu 3 O 6 +x的电荷顺序签名。费米面重建YBa 2Cu 4 O 8建议发生从磁场增强的电荷秩序,呈现脆弱的零磁场,因为它的潜在的非常规对称性,和/或其发生作为一个附属的更强大的潜在的电子相关性。
Infrared study of the spin reorientation transition and its reversal in the superconducting state in underdoped Ba$ _{1-x} $K$ _{x} $Fe$ _{2} $As$ _{2} $
用红外光谱研究了欠掺杂Ba $ _{1-x} $ K $ _{x} $ Fe $ _{2} $ As $ _{2} $超导态中从正交反铁磁(o-AF)到四元反铁磁(t-AF)的自旋重取向转变以及o-AF相的再进入。与预测的从单-$\mathbf{Q}$到双-$\mathbf{Q}$ AF结构的转变一致,我们发现在t-AF相中产生了明显的自旋密度波(SDW)。这种SDW的对破缺峰比o-AF态的对破缺峰获得了更多的低能谱权,这表明它与超导性的竞争更强。我们还观察到额外的声子模式,在t-AF阶段,这可能是由双$\mathbf{Q}$磁结构与两个Fe亚晶格表现出不同幅度的磁矩诱导的布里渊区折叠。
On the "spin-freezing" mechanism in underdoped superconducting cuprates
这封信涉及的自旋冻结过程中观察到的核磁共振-NQR弛豫或μ子自旋旋转欠掺杂铜酸盐超导体。这种现象,有时被称为反铁磁和超导序参数的共存,通常被认为是由随机分布的磁矩与电荷不均匀性(可能是条纹),这表现出他们的波动在T $_c$以下冷却减慢。相反,我们描述的实验结果,由于波动,涡旋-反涡旋,轨道电流状态共存的d波超导状态。一个直接的解释的实验结果,在欠掺杂的Y $_{1-x}$ Ca $_x$ Ba $_2$ Cu $_3$ O $_{6.1}$和La $_{2-x}$ Sr $%_x$ CuO $_4$,从而给出了冻结的轨道电流波动。
Scaling of the superconducting transition temperature in underdoped high-Tc cuprates with a pseudogap energy: Does this support the anyon model of their superfluidity?
The diamagnetism above the superconducting transition in underdoped La(1.9)Sr(0.1)CuO(4) revisited: Chemical disorder or phase incoherent superconductivity?
超导波动和不均匀性之间的相互作用提出了一个新的兴趣,由于最近的工作支持一个异常的[超越传统的高斯-金兹伯格-朗道(GGL)的情况下]抗磁性高于Tc在欠掺杂的铜酸盐。这一结论主要是基于低场等温磁化曲线中新异常的观察,与我们早期在欠掺杂La(1.9)Sr(0.1)CuO(4)[Phys. Rev. Lett. 84,3157(2000)]。这些看似内在的反常现象在各种有影响力的著作中被作为赝能隙区相位非相干超导性的“热力学证据”提出,这是目前铜酸盐超导体物理学的一个中心和有争议的问题。在这里,我们已经扩展了我们的磁化强度测量在La(1.9)Sr(0.1)CuO(4)的两个样品具有不同的化学无序,在其中一个接近与随机分布的Sr离子。对于该样品,相应的Tc分布可以近似为围绕平均Tc对称,而在最无序的样品中是强烈不对称的。在这两个样品中测量的磁化强度之间的比较提供了一个关键的检查所观察到的抗磁性异常,这是类似于那些声称由于相位波动由其他作者的化学无序起源。这一结论也适用于只受本征类化学无序影响的样品,提供了进一步的检查,即在正常状态下的赝能隙的打开不影响低掺杂铜酸盐的超导转变以上的本征抗磁性。它还表明,一旦这些障碍的影响被克服,剩余的前体抗磁性可以占在一个定量水平的GGL方法下的总能量截止。
Competition between superconductivity and magnetic/nematic order as a source of anisotropic superconducting gap in underdoped Ba$_{1-x}$K$_{x}$Fe$_{2}$As$_{2}$
使用隧道二极管谐振器技术在Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$的单晶中测量了面内伦敦穿透深度$Δλ(T)$,掺杂水平$x$的范围从严重欠掺杂$x$ =0.16($T_{c}$ =7~K)到接近最佳掺杂$x$ = 0.34($T_{c}=$ 39 K)。指数饱和的$Δλ(T)$中的$T\to0$极限被发现在最佳掺杂的样品中,与超流密度$ρ_{s}(T)\equiv(λ(0)/λ(T))^{2}$定量描述的自洽的$γ$ -模型与两个无节点的各向同性的超导间隙。随着掺杂水平在$x$ =0.16处朝向超导圆顶的极端降低,$Δλ(T)$的低温行为变得非指数并且最好由幂律$Δλ(T)\propto T^{2}$描述,这是强各向异性间隙的特征。这两个制度之间的变化发生在共存的磁/磁有序和超导性,$x<0.25$的范围内,并伴随着一个快速上升的绝对值$Δλ(T)$与欠掺杂。这种效应是超导性和其他有序态之间竞争的特征,与电子掺杂的Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$)$_{2}$ As $_{2}$化合物中观察到的效应非常相似,但幅度明显较小。我们的研究表明,空穴掺杂的化合物中的超导性和磁/磁有序之间的竞争比电子掺杂的化合物中的弱,并且欠掺杂的铁磷属元素化物中的超导态的各向异性是由磁和磁长程有序促进的配对相互作用和能隙函数的各向异性变化的结果。
用低温热输运方法研究了高纯轻掺杂铜酸盐$_{2}$ O $_{3}$单晶的基态.在零磁场和外加磁场下,在超导相边界的两侧测量样品。我们报道了在非超导态中零能离域费米激发的观测结果,这表明欠掺杂铜氧化物的基态是金属态。它的低能谱似乎与d波超导体相似,即波节。在欠掺杂La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_4$中观察到的绝缘基态归因于该系统中存在的竞争自旋密度波序。