成功地生长了重掺杂Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Mn $_{2}$ As $_{2}$($x$ =0.19和0.26)单晶,并对其电阻率和各向异性磁化率进行了测量。与未掺杂的BaMn $_{2}$ As $_{2}$的反铁磁绝缘基态相反,K掺杂的晶体在低于$\sim$ 50 K时显示出金属导电性,具有弱铁磁性,而在高于$\sim$ 50 K时显示出Curie-Weiss类面内磁化率。在高达6 GPa的高压下,低温金属性转变为以Kondo型电阻率最小值为特征的状态,而在2.5K以上没有任何超导性特征。使用$2\times2\times1$超晶胞对$x$ =0.25的电子结构计算再现了空穴掺杂金属态。费米能级处的态密度具有明显的As 4 $p$分量,表明4 $p$空穴是金属导电的主要原因.我们的研究结果表明,巡游4 $p$空穴和本地3 $d$矩之间的相互作用是主要负责的新的金属状态。
英文摘要:
Heavily doped Ba$_{1-x}$K$_{x}$Mn$_{2}$As$_{2}$ ($x$=0.19 and 0.26) single crystals were successfully grown, and investigated by the measurements of resistivity and anisotropic magnetic susceptibility. In contrast to the antiferromagnetic insulating ground state of the undoped BaMn$_{2}$As$_{2}$, the K-doped crystals show metallic conduction with weak ferromagnetism below $\sim$50 K and Curie-Weiss-like in-plane magnetic susceptibility above $\sim$50 K. Under high pressures up to 6 GPa, the low-temperature metallicity changes into a state characterized by a Kondo-like resistivity minimum without any signature of superconductivity above 2.5 K. Electronic structure calculations for $x$=0.25 using $2\times2\times1$ supercell reproduce the hole-doped metallic state. The density of states at Fermi energy have significant As 4$p$ components, suggesting that the 4$p$ holes are mainly responsible for the metallic conduction. Our results suggest that the interplay between itinerant 4$p$ holes and local 3$d$ moments is mostly responsible for the novel metallic state.
Elastoresistivity of heavily hole doped 122 iron pnictides superconductors
重空穴掺杂的铁磷属元素化物超导体的向列性仍有争议。在RbFe $_2$ As $_2$及其姊妹化合物中,发现了相当大的磁涨落,甚至是远离磁不稳定性的磁级。本文报道了一系列等价掺杂和电子掺杂的KFe $_2$ As $_2$晶体的系统弹性电阻研究。我们发现所有晶体沿[110]方向冷却时的弹性电阻是发散的。弹性电阻率的振幅发散,如果K被替换为更大的离子,或者如果该系统被推向一个Lifshitz过渡。然而,我们得出结论,他们都不一定表明一个独立的临界点。相反,增加的向列性可以与另一种电子临界性相关联。特别是,我们提出了一种机制,如何弹性电阻率增强在Lifshitz过渡。
Electronic structure of heavily electron-doped BaFe$_{1.7}$Co$_{0.3}$As$_2$ studied by angle-resolved photoemission
我们对重电子掺杂非超导BaFe $_{1.7}$ Co $_{0.3}$ As $_2$进行了高分辨角分辨光电子能谱研究。我们发现在空穴掺杂的超导体Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$ As $_2$中观察到的两个空穴费米面口袋在该化合物中不存在或非常小,而在M点处的两个电子口袋由于Co替代的电子掺杂而显著膨胀。非SC和SC样品的费米面的比较表明,通过反铁磁波矢连接的空穴和电子口袋的共存是实现铁基超导体的超导性机制的必要条件。
Evolution of band structure from optimally doped to heavily overdoped Co-substituted NaFeAs
用角分辨光电子能谱研究了NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As从最佳掺杂超导化合物($x=0.028$)到重过掺杂非超导化合物($x=0.109$)的电子结构。与“122”型铁磷属元素化合物的情况类似,我们的数据表明,在NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As中的Co掺杂提供了额外的载流子,并相应地移动了费米能级。在$x=0.109$化合物中,围绕带中心$Γ$的空穴状带移动到更深的结合能,而出现电子口袋。在整个掺杂范围内,我们研究的整体能带重整化基本上保持不变,这表明局部磁/电子相关性不受载流子掺杂的影响。我们推测,流动载流子的巡游特性和局域相互作用之间的平衡可能对超导性起着重要的作用。
Angle-resolved photoemission spectroscopy of Na-doped Ca2CuO2Cl2 single crystals: Fingerprints of a magnetic insulator in a heavily underdoped superconductor
Superconducting gap with sign reversal between hole pockets in heavily hole-doped Ba1-xKxFe2As2
为了深入了解铁磷族元素化物的非常规超导性,没有电子口袋,我们测量了重空穴掺杂制度的Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$的热导率$κ$和穿透深度$λ$。剩余热导率$(κ/T)_{T \rightarrow 0\,{\rm K}}$和$λ$的$T$依赖性一致地表明在$x=0.76$处的完全带隙超导性和在较高空穴浓度处的(线)节超导性。在低温下的$\fracκ{T}\cdot T_c|_{T \rightarrow 0\,{\rm K}}$和$\frac{dλ}{d(T/T_c)}$的大小,这两者都是由低能量激发的性质决定的,表现出非常不寻常的非单调x依赖性。这些结果表明,在一个狭窄的掺杂范围内的节点特性的显着变化,表明掺杂交叉的s波状态之间的间隙函数与$Γ$中心的空穴袋之间的符号反转和没有。
Crystalline anisotropy induces a second antiferromagnetic phase in the absence of SDW in the heavily hydrogen-doped LaFeAsO$_{1-x}$H$_x$ $(x\sim0.5 )$
采用密度泛函理论结合动力学平均场方法(DFT+DMFT)研究了重掺氢LaFeAsO $_{1-x}$ H $_x$ $(x\sim0.5 )$的电子和磁性.我们发现了氢原子和氧原子的条纹状有序结构,作为基态,具有与反铁磁(AF)顺序相同的配置。新的结构可以解释现有的实验结果有关的重H掺杂的LaFeAsO $_{1-x}$ H $_x$,如在平面内的电子各向异性和非均匀的磁性行为。在Fe- 3d $_{xz}$(xz)和Fe-3d $_{yz}$(yz)基态轨道之间观察到显著的各向异性,其中不存在由自旋密度波相产生的赝能隙,这被发现源于结晶各向异性。磁矩在空间上是不均匀的,并且对晶体构型很敏感。我们发现,非均匀的磁性行为与结构中的As-Fe-As键角有关。我们的研究结果将阐明铁基超导体中晶体细节和轨道自由度的重要性。
Charge-doping-induced variation of BaFe$_2$As$_2$ electronic structure and the emerging physical effects
在密度泛函理论结合动力学平均场论(DFT+DMFT)的框架下,研究了BaFe $_2$ As $_2$化合物的电荷掺杂与关联的关系及其对光谱函数的影响.计算的质量增强表明,电子关联从弱到强系统地变化时,从重电子掺杂的制度,重空穴掺杂的。由于该化合物具有多轨道性质,相关性是轨道依赖性的,并且随着空穴掺杂的增加而增加。Fe-3d $_{xy}$(xy)轨道的相关性比其他轨道大得多,因为它达到了半满状态,并且在费米能附近具有更窄的能量标度。我们的研究结果可以一致地理解为重空穴掺杂的BaFe $_2$ As $_2$化合物的轨道选择性莫特相(OSMP)的趋势。此外,重空穴掺杂BaFe $_2$ As $_2$的超导态是这种选择性Mottness的极端情况,这一事实限制了铁磷属元素化物超导体中电子相关的重要作用。此外,计算的光谱函数显示的行为,是兼容的实验结果报告的每一个电荷掺杂的BaFe $_2$作为$_2$化合物,并澄清其物理效应的表征的重要性的材料。
Hidden itinerant-spin phase in heavily-overdoped La2-xSrxCuO4 revealed by dilute Fe doping: A combined neutron scattering and angle-resolved photoemission study
Local breaking of four-fold rotational symmetry by short-range magnetic order in heavily overdoped Ba(Fe$_{1-x}$Cu$_{x}$)$_{2}$As$_{2}$
研究了Cu掺杂Ba(Fe $_{1-x}$ Cu $_x$)$_2$ As $_2$的输运、磁化率和弹性中子散射。在重Cu掺杂区,BaFe $_2$ As $_2$的长程条纹型反铁磁有序被抑制,Ba(Fe $_{1-x}$ Cu $_x$)$_2$ As $_2$(0.145 $\leq x \leq$ 0.553)样品的磁化率表现出类似自旋玻璃的行为,电输运表现出类似绝缘的温度依赖性.利用弹性中子散射,我们发现条纹型短程磁序的自旋玻璃区确定的磁化率测量。在Ba(Fe $_{1-x}$ Cu $_x$)$_2$ As $_2$中,短程磁有序在大的掺杂范围内的持久性可能来自于有利于磁有序的Fe和Cu的局部排列,其中Cu充当空位缓解磁挫挫和简并。这些结果表明,局部破缺的四重旋转对称性,表明条纹型磁性是普遍存在的铁磷属元素。
Spin-orbit coupling induced semi-metallic state in the 1/3 hole doped hyper-kagome Na3Ir3O8
以单晶形式合成了具有B位有序尖晶石结构的复合氧化铱Na 3 Ir 3 O 8,其中确定了在自旋液体候选物Na 4 Ir 3 O 8中观察到的Ir原子的手性超kagome晶格。Ir的平均价态为4.33+,因此,Na 3 Ir 3 O 8可以被看作是具有Ir 4+的超可戈姆自旋液体的掺杂类似物。输运测量表明,Na_3 Ir_3 O_8实际上是一种半金属。电子结构计算表明,Ir的强自旋-轨道耦合使其从带绝缘态转变为半金属态,这可能是超kagome晶格中的奇异拓扑效应.
Disordered dimer state in electron-doped Sr$_{3}$Ir$_{2}$O$_{7}$
研究了电子掺杂自旋轨道Mott绝缘体(Sr $_{1-x}$ La $_{x}$)$_3$ Ir $_2$ O $_7$中的自旋激发.当这个双层正方形晶格系统被掺杂到金属制度中时,长程反铁磁性消失,但带隙自旋激发的光谱仍然存在。随着载流子浓度的增加,激发寿命被强烈阻尼,并且能量积分谱权重变得几乎与动量无关,因为静态自旋序被抑制。本地磁矩,在母体系统中不存在,在金属样品中生长,并接近与每个电子掺杂一个$J=\frac{1}{2}$杂质相一致的值。我们的综合数据表明,金属(Sr $_{1-x}$ La $_{x}$)$_3$ Ir $_2$ O $_7$的磁谱最好描述的激发出的无序二聚体状态。
121,123Sb NQR as a microscopic probe in Te doped correlated semimetal FeSb2 : emergence of electronic Griffith phase, magnetism and metallic behavior %
Nematic Fluctuations and Electronic Correlations in Heavily Hole-Doped Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$ Probed by Elastoresistance
University of Wuppertal(伍珀塔尔大学);Leibniz-Institute for Solid State and Materials Research(莱布尼兹固态与材料研究所);Chongqing University(重庆大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(产业技术综合研究所)
Carrier Density and Thickness Dependent Proximity Effect in Doped Topological Insulator -- Metallic Ferromagnet Bilayers
利用磁导率研究了磁邻近效应对掺杂拓扑绝缘体表面态的影响。我们的双层由一层Fe $_7$ Se $_8$,这是一种金属亚铁磁体和一层Bi $_{0.8}$ Sb $_{1.2}$ Te $_{3}$,这是一种高度空穴掺杂的拓扑绝缘体。利用输运测量和修改后的Hikami-Larkin-Nagaoka模型,我们表明,铁磁体显着缩短表面态的有效相干长度,这表明在狄拉克点处打开了一个间隙。我们表明,磁感应间隙持续的表面状态,从磁铁分开的拓扑绝缘体层厚为170 [nm]。此外,发现间隙的大小与我们从反常霍尔效应中提取的磁化强度成正比。我们的结果给出了拓扑绝缘体/铁磁体双层膜中载流子密度、感生磁化强度和磁感应能隙之间的关系。这些信息对于拓扑绝缘体中磁相互作用的理论理解和这种双层的实际制造都是重要的,这是各种建议技术的基础,如自旋电子器件,远红外探测器等。