Recent experimental developments in the iron pnictides have unambiguously demonstrated the existence of in-plane electronic anisotropy in the absence of the long-range magnetic order. Such anisotropy can arise from orbital ordering, which is described by an energy splitting between the two otherwise degenerate $d_{xz}$ and $d_{yz}$ orbitals. By including this phenomenological orbital order into a five-orbital Hubbard model, we obtain the mean-field solutions where the magnetic order is determined self-consistently. Despite sensitivity of the resulting states to the input parameters, we find that a weak orbital order that places the $d_{yz}$ orbital slightly higher in energy than the $d_{xz}$ orbital, combined with intermediate on-site interactions, produces band dispersions that are compatible with the photoemission results. In this regime, the stripe antiferromagnetic order is further stabilized and the resistivity displays the observed anisotropy. We also calculate the optical conductivity and show that it agrees with the temperature evolution of the anisotropy seen experimentally.
Robustness of s-wave pairing symmetry in iron-based superconductors and its implications to fundamentals on magnetically-driven high temperature superconductivity
Weak-coupling superconductivity in a strongly correlated iron pnictide
铁基超导体被发现表现出轨道、自旋和晶格自由度的密切相互作用，极大地影响了它们的低能电子性质，包括超导性。尽管精确的配对机制尚未确定，但已经提出了几种候选相互作用来介导超导配对，无论是在轨道还是在自旋通道中。在这里，我们采用光学光谱（OS），角分辨光电子能谱（ARPES），从头算能带结构，和Eliashberg计算表明，近最佳掺杂的NaFe $_{0.978}$ Co $_{0.022}$ As表现出一些最强的轨道选择性的电子相关铁pnictides家族。出乎意料的是，我们发现，在强关联带的巡回电荷载流子的质量增强显着减少附近的$Γ$点，并归因于这种效果明显的自旋轨道耦合诱导的轨道混合。拥抱真正的能带结构，使我们能够描述所有的低能量的电子特性，在我们的实验中获得了显着的一致性，并证明，在这种材料的超导性是相当弱，介导的自旋波动。
Spin dynamics in NaFeAs and NaFe$_{0.53}$Cu$_{0.47}$As probed by resonant inelastic X-ray scattering
铁基超导体的母体化合物是磁有序的坏金属，其超导电性出现在推定的磁量子临界点附近。哈伯德排斥和洪德耦合的存在导致了这些多轨道系统中丰富的物理学，并激发了对巡游电子或局部自旋的磁性描述。NaFe $_{1-x}$ Cu $_x$ As系列由磁有序坏金属（$x=0$）、超导（$x\approx0.02$）和磁有序导电/绝缘（$x\approx0.5$）相组成，为研究超导性、磁性和电子关联之间的联系提供了平台。本文利用X射线吸收光谱和共振非弹性X射线散射研究了两种NaFe $_{1-x}$ Cu $_x$ As化合物（$x=0$和0.47）中Fe的价态和自旋动力学。我们发现，在这两种化合物的磁性来自铁$^{2+}$原子，并表现出欠阻尼色散自旋波在各自的有序状态。自旋激发在NaFe $_{0.53}$ Cu $_{0.47}$ As中的分散与准一维一致。与NaFeAs相比，NaFe $_{0.53}$ Cu $_{0.47}$ As中的自旋波的带顶略微软化，具有显著更多的自旋激发的光谱权重。结果表明，NaFe $_{0.53}$ Cu $_{0.47}$ As中的自旋动力学是由局域磁矩引起的，表明铁基超导体接近于具有局域铁磁矩的相关绝缘态.
Mössbauer study of Eu0.57Ca0.43Fe2As2 and Eu0.73Ca0.27(Fe0.87Co0.13)2As2: A comparison to 122 iron-based superconductors parent compounds EuFe2As2 and CaFe2As2
Quenched nematic criticality separating two superconducting domes in an iron-based superconductor under pressure
电子态及其相关的临界涨落已经成为各种非常规超导体中超导配对的潜在候选者。然而，在大多数材料中，它们与其他磁有序相的共存对确定它们的重要性提出了重大挑战。在这里，通过结合化学和流体静力学的物理压力在FeSe $_{0.89}$ S $_{0.11}$，我们提供了一个独特的访问一个干净的量子相变的情况下的远程磁秩序。我们发现在超导相变附近，高温下电阻率的非费米液体行为在最低温度下演变为费米液体行为。从高磁场中的量子振荡，我们跟踪费米面和电子关联的演化作为施加压力的函数。我们检测实验的Lifshitz过渡，分离两个不同的超导区域：一个新兴的电子相位与一个小的费米面和强电子相关性和其他一个大的费米面和弱相关性，促进嵌套和稳定的磁有序相在高压下。质量发散的缺乏表明临界涨落被晶格的强耦合淬灭。这表明在没有磁序的情况下，超导性在量子相变时不会增强。
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；University of Zagreb（萨格勒布大学）；TU Wien（维也纳工业大学）；Agency for Science Technology and Research（科学技术研究局）；AGH University of Krakow（克拉科夫AGH科技大学）；Universität Zürich（苏黎世大学）；Institute of Nuclear Physics PAN（波兰科学院核物理研究所）；Ruđer Bošković Institute（鲁德·博什科维奇研究所）；Paul Scherrer Institut（保罗谢勒研究所）；Institut Laue-Langevin（朗之万-古伊研究所）
Neutron spin resonance in a quasi-two-dimensional iron-based superconductor
磁介导的库珀配对被认为是建立非常规超导统一机制的关键。一个重要的证据是超导态中产生的中子自旋共振，通常将其解释为限制在超导对断裂间隙（$2Δ$）以下的集体粒子-空穴激发的自旋激子。在这里，准二维铁基超导体KCa $_2$ Fe $_4$ As $_4$ F $_2$的非弹性中子散射测量的基础上，我们发现了一个二维自旋共振模式与向下的色散，一个行为非常类似的沙漏型自旋共振在铜酸盐的低分支。共振强度主要是由两个广泛的无公度峰附近的$Q=$（0.5，0.5）与尖锐的能量峰在$E_R=16$ meV。该模式的总能量色散超过测量的最大总间隙$Δ_{\rm tot}=|Δ_k|+|Δ_{k+Q}|$。这些实验结果深刻地挑战了传统的理解，磁激子的共振模式，无论强调配对对称方案，它也指出，当铁基超导电性变得非常准二维，电子行为是类似的铜酸盐。
Preferred Spin Excitations in the Bilayer Iron-Based Superconductor CaK(Fe$_{0.96}$Ni$_{0.04}$)$_4$As$_4$ with Spin-Vortex Crystal Order
自旋轨道耦合（SOC）是理解铁基超导体磁驱动超导性的关键，铁基超导体中既有局域电子又有巡游电子，轨道角动量不完全猝灭。在这里，我们报告的中子散射研究双层化合物CaK（Fe $_{0.96}$ Ni $_{0.04}$）$_4$ As $_4$的超导性共存的非共线自旋涡旋晶体磁序，保持四重对称的Fe-Fe平面。在超导态下，由于双层耦合，发现了两个具有$L$奇、偶对称性的自旋共振模，其结构类似于未掺杂的化合物CaKFe $_4$ As $_4$，但能量较低.极化分析表明，奇模是$c-$轴极化的，低能自旋各向异性在高温下可以保持到顺磁相，这与其他具有面内共线和$c-$轴双轴磁序的系统非常相似。这些结果提供了铁磷族化合物超导体中SOC效应的缺失部分，并且还建立了一个共同的图片，即$c-$轴优选的磁激发低于$T_c$，而不管磁图案或晶格对称性的细节。
轨道有序态的演化与结构畸变和磁有序性的一致性为通过外场控制材料的电磁性质提供了一条新的途径。我们报告了一个前所未有的磁轨道螺旋CaMn 7 O 12，发现引起最大的磁致铁电极化测量日期。表征的结构调制使用X-射线衍射，和磁交换分析表明，轨道顺序是至关重要的稳定手性磁结构，从而允许电极化。此外，全局结构旋转的存在使得这种极化和多铁性所需的磁螺旋度之间的耦合成为可能。这些新的原理为发现新的高温多铁性开辟了可能性。
Short-range nematic fluctuations in Sr1-xNaxFe2As2 superconductors
磁涨落、磁序和超导性之间的相互作用是铁基超导体物理学的核心。本文报道了用非弹性X射线散射法测量的空穴掺杂Sr $_{1-x}$ Na $_x$ Fe $_2$ As $_2$中的面内横向声学声子，并提取了极化率和极化相关长度。通过一种完备的分析方法，我们发现对于含有磁有序四元相的欠掺杂（$x=0.36$）样品，它具有短的磁相关长度$ξ$ ~ 10 $Å$和大的磁相关磁化率$χ_{\rm nem}$。最佳掺杂的（$x=0.55$）样品表现出较弱的声子软化效应，表明减少$ξ$和$χ_{\rm nem}$。我们的研究结果表明，短范围的超导涨落可能有利于超导性，重点放在铁基超导体的超导关联长度。
Symmetry protected 1D chains in mixed-valence iron oxides
在过去十年的高压研究中，发现了一系列全新的铁氧化物，如Fe $_4$ O $_5$、Fe $_5$ O $_6$、Fe $_7$ O $_9$等，其特征在于紧密相关的结构，具有嵌入在八面体板之间的三角棱镜的一维（1D）链的阵列。在这里，我们开发了一个统一的方法，该系列基于一个特定的晶体生成机制，预测这些氧化物的结构，并自然地将它们分类的板周期。当包括磁相互作用，我们表明，1D链有一个对称的保护，防止磁扰动的铁离子在板，和板的大小决定的类型的磁序，这是铁磁或反铁磁。动力学平均场论计算揭示了铁离子的轨道选择性Mott态和低维行为的趋势，特别是沿一维链的增强。在整个系列中，链的去耦增加，因此，由于板的固有电荷排序，这些结构有可能允许实验实现耦合的1D线的模型系统。我们指出的可能性，以稳定这些化合物的薄膜形式，连同广泛的可能的离子取代和事实，这些化合物在环境压力下是可回收的，使它们成为一个非常有前途的平台，工程物理系统与有趣的磁输运现象，证实了最近发现的量子霍尔效应在ZrTe $_5$。
Neutron powder diffraction study on the non-superconducting phases of ThFeAsN$_{1-x}$O$_x$ ($x=0.15, 0.6$) iron pnictide
用中子粉末衍射研究了ThFeAsNPDMATHABMMOPDMATHABMN与$x=0.15, 0.6$的非超导相。在我们以前对超导相ThFeAsN与$T_c=$ 30 K的结果中，通过冷却到6 K没有观察到磁转变，并且在氮位置处可能的氧占据显示在细化中（H. C. Mao \emph{et al.}，EPL，117，57005（2017））。在ThFeAsNPDMATHABMMOPDMATHABMN体系中，通过输运实验确定了两个超导区（$0\leqslant x \leqslant 0.1$和$0.25\leqslant x \leqslant 0.55$）。z. Li \emph{et al.}，物理学杂志：康登斯Matter 30，255602（2018））。然而，在我们的中子粉末衍射实验的分辨率范围内，无论是中间掺杂$x=0.15$还是重过掺杂化合物$x= 0.6$都没有显示出从300 K到4 K的任何磁序。因此，虽然它与大多数1111型铁基超导体一样具有两个超导圆顶的共同现象，但磁性有序的母体化合物可能不存在于这个氮化物家族中。
Orbital loop currents in iron-based superconductors
我们发现，通常观察到的铁基超导体的相图中的反铁磁状态必然触发回路电流的特征在于不同的Fe $ 3d $轨道之间的电荷转移。这种效应是植根于这些材料的滑移面对称性和存在的原子自旋轨道耦合，耦合状态的$X$和$Y$点的1-Fe布里渊区。在磁矩平行于磁有序矢量方向排列的特定情况下，这是铁基超导体中最常见的磁矩配置，这些环电流涉及$d_{xy}$轨道和$d_{yz}$轨道（如果磁矩指向$y$轴）或$d_{xz}$轨道（如果磁矩指向$x$轴）。我们发现，轨道环电流的两个主要表现形式是出现的磁矩在磷属元素化物/硫属元素网站和轨道选择性带分裂的磁有序状态，这两个都可以通过实验检测。我们的研究结果突出了铁基超导体中轨道和自旋自由度之间的独特交织，并揭示了可能影响这些材料正常状态和超导特性的不寻常相关相的出现。
Observation of a C-type short range antiferromagnetic order in expanded FeS
本文报道了用水热法从Rb $_x$ Fe $_{2-y}$ S $_2$单晶中得到的FeS单晶的中子衍射研究。虽然没有$\sqrt {5}\times \sqrt {5}$铁空位秩序或块反铁磁秩序典型的Rb $_x$ Fe $_{2-y}$ S $_2$在我们的样品中被发现，我们观察到$C$型短程反铁磁秩序的时刻指向沿$c$轴托管的FeS的一个新的阶段与扩大层间间距。这个磁序的Néel温度被确定为165 K。我们发现的变体FeS结构托管这种$C$型反铁磁秩序表明，在这种方法中合成的已知FeS相是在磁有序的基态附近，提供了深入了解FeS和相关的FeSe $_{1-x}$ S $_x$铁硫属化物系统中观察到的各种现象。
