Incommensurate magnetic excitations in superconducting LiFeAs
用弹性和非弹性中子散射实验研究了超导LiFeAs中的磁关联。有没有迹象表明静态磁有序,但非弹性相关性出现在无公度波矢量(0:5+-D 0:-+D 0)与D=0.07轻微移动,从相称的秩序中观察到的其他FeAs为基础的化合物。通过谱权的转移,非公度磁激发响应于超导能隙的打开。
2011-08-31 cond-mat.supr-con
Correlation-enhanced odd-parity inter-orbital singlet pairing in the iron-pnictide superconductor LiFeAs
丰富多样的铁基超导体及其复杂的电子结构导致了广泛的间隙对称性和配对成分的可能性。在这里,我们解决了在2-Fe布里渊区的完全依赖于频率的线性Eliashberg方程的LiFeAs与自旋涨落介导的配对相互作用。用密度泛函理论和动力学平均场论得到的关联电子结构,在无规相位近似下计算了磁激发。相关性诱导长寿命的本地时刻与轨道相关的动力学。电子之间通过洪德耦合的相互作用促进了轨道间磁化率。因此,领先的配对通道,传统的$s^{+-}$,获得相当大的轨道间$d_{xy}-d_{xz(yz)}$单线态配对与奇奇偶性下的滑翔面对称性。这些成分降低了在Fe-d $t_{2g}$轨道强烈混合的电子口袋交叉处由间隙函数的轨道内成分引起的超导能隙幅度。这反过来又使结果与现有的实验上观察到的不同费米表面上的间隙的角度依赖性一致。
2016-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure shift of the superconducting T_c of LiFeAs
在1.8GPa下研究了流体静压对LiFeAs超导电性的影响。超导转变温度T_c随压力线性下降,下降速率为1.5K/GPa。负压力系数T_c和高的环境压力T_c表明LiFeAs是等电子SrFe_2As_2和BaFe_2As_2的高压类似物。
2009-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Revisit of the Orbital-Fluctuation-Mediated Superconductivity in LiFeAs: Nontrivial Spin-Orbit Interaction Effects on the Bandstructure and Superconducting Gap Function
ARPES研究给出的LiFeAs(Tc = 18 K)的精确能隙结构为我们理解铁基超导体中的配对机制提供了重要的信息。LiFeAs能隙结构最显著的特征是"最大能隙出现在Z点附近的小孔中"。这一结果已经很自然地用轨道涨落的观点来解释了(T。Saito等人,Phys.Rev.B90,035104(2014)),而通过自旋波动方案获得相反的结果。在本文中,我们研究的间隙结构的LiFeAs考虑到自旋轨道相互作用(SOI),最近的ARPES研究,揭示了显着的SOI诱导修改的费米表面拓扑结构的动机。为此,我们参考不同的ARPES群给出的能带结构,构造了两种可能的有限SOI紧束缚模型。此外,我们推广了有限SOI多轨道系统的能隙方程,并应用轨道自旋涨落理论计算了能隙函数。基于SOI诱导的能带结构,LiFeAs中带隙结构的主要特征仅在(xz/yz-xy)轨道之间存在强轨道间相互作用的情况下自然再现。因此,LiFeAs中的实验能隙结构是轨道涨落配对机制的有力证据。
2015-10-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microwave Surface Impedance Measurements of LiFeAs Single Crystals
我们报告的结果微波表面阻抗测量的LiFeAs单晶。在低温下,面内穿透深度与温度呈指数关系,表明该材料具有无节点超导能隙。超流密度的温度依赖性表明LiFeAs是一个多能隙超导体,至少有两个各向同性的间隙。此外,微波电导率的实部在低于$T_\mathrm{c}$时表现出大的增强,表明准粒子弛豫时间$τ$在低于$T_\mathrm{c}$时迅速增加。我们相信,这种增强是相当普遍的所有超导体的非弹性散射是占主导地位的$T_\mathrm{c}$以上,无论电子相关的强度。
2010-09-23 cond-mat.supr-con
A de Haas-van Alphen study of the Fermi surfaces of superconducting LiFeP and LiFeAs
本文报道了111个铁磷族化合物超导体LiFeAs(T_c ~ 18 K)和LiFeP(T_c~ 5 K)的de Haas-van Alphen(dHvA)振荡研究。我们发现,对于这两种化合物的费米表面拓扑结构是在良好的协议与密度泛函能带结构计算,并显示准嵌套的电子和空穴带。有效质量通常显示出显著的增强,对于LiFeP高达~3,对于LiFeAs高达~5。然而,在LiFeP中的一个空穴费米面显示出非常小的增强,与它的其他片相比。这种差异可能是由于自旋涨落与k相关的耦合所导致的,也可能是LiFeP和LiFeAs中不同节态和无节态超导能隙结构的根源。
2011-11-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The anomaly Cu doping effects on LiFeAs superconductors
研究了Cu替代对LiFeAs超导电性的影响,并与Co/Ni替代作了比较。结果表明,Cu替代的晶格常数c的收缩率远小于Co/Ni替代的晶格常数c的收缩率。这与ARPES的观察结果相结合,ARPES显示出对于未掺杂和Cu取代的LiFeAs样品几乎相同的电子和空穴费米表面(FS)尺寸,除了非常小的空穴带随着掺杂而下沉到费米能级以下,这表明Cu取代在费米表面处的掺杂效应很小,与Ni或Co的非常有效的载流子掺杂效应形成鲜明对比。
2014-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Discovery of a strain-stabilised smectic electronic order in LiFeAs
在许多高温超导体中,晶格结构的小的正交畸变导致电子态和宏观性质的惊人的大的对称性破缺,这种效应通常被称为向列性。为了直接研究晶格畸变对电子态的影响,使用低温扫描隧道显微镜,我们在原子尺度上的应变调谐晶格畸变对铁基超导体LiFeAs中相关电子态的影响进行了成像,LiFeAs是一种基态为四重($C_4$)对称性的四重晶格畸变材料。我们的实验揭示了一个新的应变稳定的调制相位,表现出近晶秩序的LiFeAs,电子状态,不仅打破旋转对称性,但也减少了平移对称性。我们遵循的超导间隙的演变,从无应变材料与$C_4$对称性通过新的双重($C_2$)对称性和电荷密度波秩序的超导相被完全抑制的状态。
2018-07-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of Li-deficiency impurities on the electron-overdoped LiFeAs superconductor
我们使用传输,非弹性中子散射,角分辨光电子能谱实验证明,化学计量比的LiFeAs是一个本质上的电子过掺杂超导体类似的电子过掺杂的NaFe 1-xTxAs和BaFe 2-xTxAs 2(T = Co,Ni)。此外,我们表明,虽然输运性质的化学计量比的超导LiFeAs和锂缺乏非超导Li 1-xFeAs是不同的,它们的电子和磁性是相当相似的。因此,非超导Li 1-xFeAs也处于电子过掺杂状态,其中FeAs八面体附近的小Li缺陷可以通过杂质散射效应显著抑制超导电性。
2012-08-04 cond-mat.supr-con
Fishtail effect and vortex dynamics in LiFeAs single crystals
研究了LiFeAs单晶中的鱼尾效应、临界电流密度($J_c$)和涡旋动力学。样品在磁化循环中仅表现出场$||$ c轴的第二峰(SP)。我们计算了一个相当高的$J_c$,然而,值低于“Ba-122”和“1111”型的FeAs化合物。磁弛豫数据意味着一个强大的钉扎,这似乎不是由于传统的缺陷。相反,它的行为类似于三重态超导体Sr $_2$ RuO $_4$。我们的数据表明,起源的SP可能与涡旋晶格相变。我们在场-温度平面上绘制了LiFeAs的涡旋相图。
2010-09-24 cond-mat.supr-con
Spin-phonon coupling and pressure effect in the superconductor LiFeAs : Lattice dynamics from first-principles calculations
采用平面波赝势密度泛函方法研究了LiFeAs超导体的晶格动力学和压力效应.虽然所得到的电子-声子耦合$λ$对于NM计算是非常小的,但是在SAF相中声子的软化可能导致$λ$的大幅增加。在SAF相中,Fe面内声子软化的各向异性是由$x$和$y$方向上的自旋序不同引起的,表明声子软化是自旋-声子耦合的结果.对于SAF结构,计算得到的电子态密度和声子频率随压力的变化趋势可以解释LiFeAs化合物中$T_{c}$的大负压系数.
2010-04-12 cond-mat.supr-con
Superconducting gap in LiFeAs from three-dimensional spin-fluctuation pairing calculations
在临界温度为18 K的铁基超导体LiFeAs中,缺乏电子和空穴费米面片的嵌套,这导致了关于这种材料中超导性的起源是否与其他铁基超导体不同的问题。角分辨光电子能谱和准粒子干涉实验都报道了具有显著各向异性的完全带隙超导序参量。该系统也是感兴趣的,因为相对较强的相关性似乎是负责显着的重整化的空穴带。在这里,我们提出了计算的超导能隙和配对的随机相位近似使用费米面从测量的光电子能谱。在这些计算中得到的间隙的定性特征示出不同于以前的二维理论工作,并在良好的协议与实验上的主要费米表面口袋。我们分析的贡献,从而获得的配对顶点,并表明,电子和空穴口袋之间的散射过程,被认为是占主导地位的配对在其他铁基超导体继续这样做,尽管缺乏嵌套的LiFeAs,导致各向异性$s_\pm$结构的差距。一些有趣的差异有关的增强$d_{xy}$轨道内容的LiFeAs费米面注意到。
2013-12-04 cond-mat.supr-con
The effects of Coulomb interactions on the superconducting gaps in iron-based superconductors
最近的角分辨光电子能谱测量Co掺杂的LiFeAs报告了一个大的和强大的超导能隙上的$Γ$为中心的空穴带,位于费米能级以下8 meV。我们发现,与BCS理论描述的传统超导体不同,具有强带间库仑相互作用的多带系统可以解释这些观测结果。我们用五带模型模拟LiFeAs,其中浅孔带与其他带仅通过库仑相互作用耦合。使用Eliashberg理论,我们找到了合理的相互作用参数,重现$T_c$和所有五个间隙的LiFeAs。库仑相互作用的能量独立性则确保了在浅带上诱导的能隙的鲁棒性。此外,由于库仑相互作用的排斥性质,间隙在浅带和其他空穴袋之间改变符号,对应于非常规的$s_{\pm}$间隙对称性。与其他铁基超导体不同,LiFeAs的能隙对称性尚未在实验中确定。这种符号变化状态的实验影响进行了讨论。
2016-04-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Small and nearly isotropic hole-like Fermi surfaces in LiFeAs detected through de Haas van Alphen-effect
LiFeAs是砷基铁磷族化合物超导体中唯一一种不具有磁有序性的近化学计量比化合物。这与电子结构计算不一致,电子结构计算和一个非常稳定的磁性状态,并预测圆柱形的空穴和电子状费米表面片,其几何形状表明自旋波动和嵌套矢量处可能的长程有序不稳定性。事实上,一个复杂的磁性相图中确实观察到的同构NaFeAs化合物。先前的角分辨光电发射(ARPES)实验揭示了空穴和类电子表面的存在,但具有相当不同的横截面积,并且没有嵌套,这被认为是支撑超导体的pnictide家族中的磁序和超导性。这些ARPES观测结果受到了随后的de Haas van Alphen(dHvA)测量的挑战,该测量检测到了一些与原始能带计算大致一致的电子状费米表面片。在这里,我们展示了一个详细的dHvA研究揭示了额外的,小的和几乎各向同性的费米表面片在LiFeAs单晶,这应该对应于孔状轨道,如先前观察到的ARPES。因此,我们的研究结果调和了ARPES和以前的dHvA结果之间的明显差异。这些费米表面口袋的小尺寸表明在LiFeAs的电子相关性的突出作用。间隙节点的情况下,结合准二维和三维费米表面的共存,有利于LiFeAs的s波配对对称性。但是LiFeAs和LiFeP之间类似的类电子费米面结合非常不同的空穴袋,表明LiFeP的能隙函数中的节点可能位于空穴袋上。
2013-10-01 cond-mat.supr-con
Comment on "Multiorbital Effects on the Transport and the Superconducting Fluctuations in LiFeAs"
在评论的工作(PRL 109,187005(2012))中,Rullier-Albenque等人提出了在干净的LiFeAs中高于转变温度Tc的横向磁阻率的测量。通过分析他们的数据,这些作者得出结论,由波动引起的电导率遵循二维(2D)行为,甚至接近Tc,尽管对于LiFeAs的横向相干长度($ξ_c$(0)=1.6 nm)大于Fe层间距(s=0.636 nm),这更倾向于建议三维(3D)行为。这一惊人的提议将对铁磷属元素化物的多带结构的理论理解产生深刻的影响,但它也与在相同化合物和其他具有更小$ξ_c$(0)/s比的铁磷属元素化物中在Tc附近观察到的3D行为形成对比。在这里,我们表明,Rullier等人的建议。可能只是一个伪影相关的正常状态的贡献不足的减法。
2015-09-23 cond-mat.supr-con
Multiorbital effects on the transport and the superconducting fluctuations in LiFeAs
测量了低剩余电阻率LiFeAs单晶的电阻率、霍尔效应和横向磁电阻。与角分辨光电子能谱和量子振荡数据的比较表明,四个载波带不均匀地有助于运输。然而,载流子的散射率都表现出费米液体所预期的T^2行为。在Tc附近,磁电阻相对于H^2变化的低场偏差允许我们提取超导涨落对电导率的贡献。虽然低于Tc的超导各向异性是相当小的,超导涨落显示准理想的二维行为,持续到1.4 Tc。这些结果要求在此pnictide的超导多带行为的理论理解。
2012-11-13 cond-mat.supr-con
Pauli-limiting effects in the upper critical fields of a clean LiFeAs single crystal
本文通过直接测量LiFeAs单晶在高达36 T的静磁场下的电阻率,研究了上临界场Hc ~ 2(T)的温度依赖性。我们发现,在沿ab平面的磁场H的情况下,Hc 2ab(0)= 30 T明显低于轨道极限场Hc 2 orb,ab(0)= 39.6 T,|dHc2ab / dT| Tc,这表明存在泡利和轨道限制的影响,在对打破的过程。Hc 2ab(T)与Werthamer-Helfand-Hohenberg公式的最佳拟合结果是Maki参数α = 0.9和可忽略的自旋轨道散射常数λso = 0.0。另一方面,对于沿c轴的H,Hc 2c(T)线性增加到我们的最低温度0.8 K,这可以通过多带效应来解释。各向异性比Hc 2ab(T)/Hc 2c(T)在Tc附近为3,并且随着温度降低而系统地减小,在零温度下变为1.3。对各种铁基超导体中Hc 2ab(T)行为的比较概述表明,与LiFeAs类似,计算的Hc 2 orb,ab(0)通常远大于测量的Hc 2ab(0),因此需要在~ 0.4至3范围内的有限α值来描述低温Hc 2ab(T)行为。此外,LiFeAs被发现具有最小的|dHc2ab / dT| Tc值,表明LiFeAs是具有有限Maki参数的最干净的铁基超导体之一。我们还讨论了多带效应和自旋轨道散射的基础上发现,估计的保利限制场一般是远远大于BCS预测的铁基超导体的影响。
2011-07-08 cond-mat.supr-con
Resistivity and Hall effect of LiFeAs: Evidence for electron-electron scattering
LiFeAs在FeAs基超导体的大家族中是独特的,因为它在环境条件下具有相当大的$T_c\simeq 18$ K,尽管它是化学计量的化合物。我们研究了高质量单晶的电输运。电阻率在低温下呈二次温度依赖性,证明了强的电子-电子散射和室温附近的饱和趋势。霍尔常数是负的,并随温度而变化,这很可能是由于范霍夫奇点接近费米能的一个空穴带。使用基于角分辨光电子能谱的能带结构计算,我们能够再现电阻率和霍尔效应数据的所有基本特征。
2011-09-06 cond-mat.supr-con
Anisotropy of the superconducting fluctuations in multiband superconductors: the case of LiFeAs
在不同的磷属元素化物多带超导体家族中,LiFeAs可能是了解较少的一个。事实上,尽管在过去几年中对这种材料进行了大量的实验,但尚未就该系统中可能的配对机制达成共识。在这里,我们专注于超导体的前体效应可见的运输实验进行以上Tc。通过分析适用于这种材料的分层多带模型中的超导波动,我们认为,强的二维特征的Tc以上的次导电指向沿z方向的配对相互作用的显着调制。我们还讨论了特殊的单带和多带超导体之间的差异是什么关系到超导波动效应的各向异性高于和低于Tc。
2014-11-14 cond-mat.supr-con
Electronic Structure and Doping in BaFe$_2$As$_2$ and LiFeAs: Density Functional Calculations
采用密度泛函方法计算了BaFe $_2$ As $_2$和LiFeAs的电子结构和费米面,并通过虚晶近似进行了掺杂.结果表明,与刚性能带图相反,费米能级处的态密度仅与掺杂有微弱的依赖关系,掺杂的主要效应是改变了电子和空穴费米面的相对尺寸,这符合Luttinger理论的要求.这是一个结果的变化,在作为高度与掺杂,特别是一个位移的作为向Fe的孔被引入在Fe平面,可以预期从简单的离子的考虑。因此,掺杂的主要效果是减少费米表面的嵌套程度。这为理解Fe-As基超导体相图中的近似电子-空穴对称性提供了一个框架。
2008-07-22 cond-mat.supr-con
Hund's metal crossover and superconductivity in the 111 family of iron-based superconductors
我们在密度泛函理论+从自旋平均场框架下研究了LiFeP、LiFeAs和NaFeAs的顺磁金属相的动态电子关联。这三种化合物被发现位于正常金属和洪德金属之间的交叉处,在这种类型的系统中系统地存在一个增强的电子可压缩性区域,该区域可能会提高超导性。我们发现,LiFeP位于正常的金属制度,LiFeAs在交叉,和NaFeAs是在Hund的金属制度,这可能解释了不同的实验趋势的压力和掺杂的依赖性,在这些化合物的超导电性。我们的图片捕捉到的轨道分辨质量重正化测量这些材料,而索末菲比热系数的分析突出了目前使用的实现密度泛函理论的正确预测的细节能带结构在铁基超导体的一些局限性。
2021-04-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Scanning Tunneling Microscopy/Spectroscopy of Vortices in LiFeAs
我们调查使用扫描隧道显微镜/光谱学在LiFeAs中的涡旋。零场隧穿谱显示两个超导能隙,但在费米能级附近没有可检测到的谱权重,证明了完全能隙的多带超导性。我们在一个广泛的领域从0.1 T到11 T的映射在费米能量的隧穿电导的图像涡旋。准六边形涡旋晶格在低场包含域边界,其中包括交替的涡旋与不寻常的协调数为5和7。随着磁场的增加,畴边界变得不明确,导致均匀无序的涡旋物质。在涡旋中心所取的Tunnel谱的特征是在费米能量之下有一个尖锐的峰,这显然违反了粒子-空穴对称性。每个涡旋的图像显示能量依赖的4倍各向异性,这可能与费米面的各向异性有关。涡旋半径随着温度的降低而减小,并变得小于由上临界场估计的相干长度。这是在干净的超导体中预期的Kramer-Pesch效应的直接证据。
2012-04-22 cond-mat.supr-con
Preliminary Tc calculations for iron-based superconductivity in NaFeAs, LiFeAs, FeSe and nanostructured FeSe/SrTiO3 Superconductors
本文结合两种铁基超导模型与双通道xy势模型,纳入反铁磁放大、散射矩阵修正、软声子及界面效应,计算多种铁基材料压力依赖Tc,并解释FeSe/SrTiO3近百K增强。
2023-06-28 cond-mat.supr-con
Anomalous hysteresis as an evidence for a magnetic field-induced chiral superconducting state in LiFeAs
高品质LiFeAs单晶的磁测量揭示了在上临界场$H_{c2}$附近磁滞符号的变化,从由涡旋钉扎主导的明显的抗磁响应到相反符号的相当小的净磁滞响应,其中\emph{disappears}在$H_{c2}$。如果高磁场下的反磁响应是由钉扎涡旋和相关的屏蔽超电流引起的,那么这种符号变化一定是由反向流动的电流引起的,这会产生一个小的依赖于磁场的磁矩\emph{below} $H_{c2}$。这种行为似乎对样品质量或化学计量非常敏感,因为我们只在少数新鲜晶体中观察到它,这些晶体也显示出de Haas van Alphen-effect。我们提供的参数对表面超导性,磁通压缩,和随机$π$结的情况下,这已经提出了解释一个顺磁迈斯纳效应,低于较低的临界场$H_{c1}$。在高磁场下观察到的异常磁滞现象与手征能隙波函数的存在是一致的,手征能隙波函数具有依赖于磁场的磁矩。在Landau-Ginzburg框架内,我们演示了如何$(d_{x^2 - y^2} + id_{xy})$或$(p_x+ip_y)$手性超导组件可以稳定在混合状态的$s_{\pm}$超导体,由于磁场和竞争配对通道的存在下的综合影响。特定手性配对的实现取决于竞争配对通道的强度的微观细节。
2013-01-08 cond-mat.supr-con
Effect of nonsymmorphic space group on correlation functions in iron-based superconductors
当人们需要计算局部相互作用的影响或揭示轨道物理学在对外部探测器的反应中的作用时,轨道基础是自然的。在非对称点群的系统,如铁基超导体,我们表明,出现在可观察到的响应函数在某些波矢量的对称性是不存在的轨道基础上的紧束缚哈密顿计算的广义可操作性。这样的对称性恢复时,只有当广义的非线性嵌入回连续使用适当的矩阵元素之间的基础状态。这是说明与LiFeAs的情况下,并进一步澄清使用最小的紧束缚哈密顿与非对称空间群。
2017-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital selective Fermi surface shifts and mechanism of high T$_c$ superconductivity in correlated AFeAs (A=Li,Na)
基于动态平均场论(DMFT)和角分辨光电子能谱(ARPES),我们研究了化学计量比LiFeAs中高$T_c$超导电性的机制。计算的光谱与观测的ARPES测量结果非常一致。由于DMFT方法中的轨道相关效应,传统的密度泛函理论方法预测的费米面嵌套现象得到了抑制。我们已经表明,这种边缘崩溃的FS嵌套是一个必要的条件,自旋涨落介导的超导性,而良好的FS嵌套在NaFeAs诱导自旋密度波基态。我们的研究结果表明,在描述FS嵌套驱动的不稳定性中,关联效应的完全电荷自洽描述是至关重要的。
2012-05-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topologically protected emergent Fermi surface in an Abrikosov vortex lattice
我们证明第二类超导体中阿布里科索夫涡旋晶格可涌现出由Z2拓扑指标保护的CdGM准粒子费米面,并确认其存在于超导狄拉克半金属及掺杂绝缘体等体系中。
2024-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phenomenological model for two gap states in underdoped high-temperature superconductors and short-range antiferromagnetic correlation effect
在欠掺杂高温超导体中,我们假设反铁磁轨道关联来模拟赝能隙态,研究了这种关联如何区别于包含有限程反铁磁关联效应的d波超导关联。尽管这两个关联具有相同的d波对称性,但每个关联的贡献在谱权和态密度上是明显不同的。
2008-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The effect of electron correlation on the superconducting and normal properties of the cuprates
铜氧化物中强的电子关联可以导致玻色子和费米子准粒子的有效质量增强。当这种相关性的特征在于长度与有效温度成反比时,玻色子准粒子的热波长变得基本上与温度无关。将这一概念应用于预成对模型,如(Cu)13团簇模型,给出了与实验符合良好的Tc与掺杂剂的曲线和超导间隙。此外,相关增强的有效质量为铜氧化物反常的正常态电阻率和电导率提供了一个自然的解释。
2004-10-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con