自旋激发是非常规超导体中介导电子配对的最佳候选者之一。它们与超导性的耦合在大量的系统中是明显的,通过在超导转变温度Tc处观察到磁谱重量的突然重新分布,其能量与超导能隙相当。在这里,我们报告非弹性中子散射测量铁基超导体,Fe 1-x(Ni/Cu)x Te 0.5 Se 0.5,强调一个额外的签名。低能磁色散的整体形状从T >> Tc时的两个无公度垂直柱变化到低温时的明显不同的U形色散。重要的是,这种光谱重建是明显的温度高达~ 3 Tc。如果磁激发参与了配对机制,那么它们对Tc的接近程度的令人惊讶的改变证明了强相互作用的参与。
英文摘要:
Spin excitations are one of the top candidates for mediating electron pairing in unconventional superconductors. Their coupling to superconductivity is evident in a large number of systems, by the observation of an abrupt redistribution of magnetic spectral weight at the superconducting transition temperature, Tc, for energies comparable to the superconducting gap. Here we report inelastic neutron scattering measurements on Fe-based superconductors, Fe1-x (Ni/Cu)x Te0.5 Se0.5, that emphasize an additional signature. The overall shape of the low energy magnetic dispersion changes from two incommensurate vertical columns at T >> Tc to a distinctly different U-shaped dispersion at low temperature. Importantly, this spectral reconstruction is apparent for temperature up to ~3Tc. If the magnetic excitations are involved in the pairing mechanism, their surprising modification on the approach to Tc demonstrates that strong interactions are involved.
Approaching two-dimensional superconductivity in ultrathin DyBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$
用亚毫米波干涉法结合时域太赫兹光谱和红外椭偏法测量了一系列分子束外延生长的DyBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$超导(SC)薄膜的超流密度$ρ_s(T)$随温度的变化.我们发现,所有电影10 u.c.和更厚的显示出相同的通用温度依赖性的$ρ_s(T)$,它遵循的临界行为特性的单晶YBa $_2$铜$_3$ O $_{7-δ}$ $T$接近$T_c$。在加州7号。厚膜,$ρ_s(T)$在接近$T_c$时急剧下降,正如Berezinskiii-Kosterlitz-无涡非结合转变所预期的那样。我们的分析提供了明确定义的4 u.c.非SC界面层,在顶部留下准2D SC层。我们建议,在这个界面层中的SC状态被抑制竞争(可能是电荷)秩序。
最近,在高度压缩的硫化氢中发现了203 K的BCS超导性。本文利用第一性原理计算系统地研究了部分取代硫族元素原子对高压下氢硫族化合物超导电性的影响。我们发现详细的趋势,如何临界温度的变化与增加的V-,VI-或VII-取代率,突出了低原子质量和强共价金属性所发挥的关键作用。特别是,在250 GPa压力下,具有Im-3 m结构的稳定H3 S 0.925 P 0.075的临界温度可能达到280 K.
Orbital selective spin excitations and their impact on superconductivity of LiFe1-xCoxAs
我们使用中子散射研究自旋激发在单晶的LiFe $_{0.88}$ Co $_{0.12}$ As,这是位于附近的超导相的边界的LiFe $_{1-x}$ Co $_{x}$ As和表现出非费米液体行为的量子临界点的指示。通过密度泛函理论(DFT)和动力学平均场理论(DMFT)计算比较了LiFe $_{0.88}$ Co $_{0.12}$ As的自旋激发,发现波矢相关的低能自旋激发主要来自于$d_{xy}$轨道,而高能自旋激发则来自于$d_{yz}$和$d_{xz}$轨道.与大多数铁磷属化合物不同,LiFeAs族的强轨道选择性自旋激发不能用各向异性的海森堡哈密顿量来描述。LiFe $_{1-x}$ Co $_x$ As的低能自旋激发演化与$d_{xy}$轨道的电子-空穴费米面嵌套条件一致,而LiFe $_{0.88}$ Co $_{0.12}$ As的约化超导电性表明,$d_{yz}$和$d_{xz}$轨道的费米面嵌套条件对铁磷属元素化物的超导电性也很重要.
Gapless Magnetic and Quasiparticle Excitations due to the Coexistence of Antiferromagnetism and Superconductivity in CeRhIn$_5$ : A study of $^{115}$In-NQR under Pressure
Superconductivity and fractionalized magnetic excitations in CeCoIn5
Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);The University of Tennessee, Knoxville(田纳西大学诺克斯维尔分校);Harvard University(哈佛大学);Max Planck Institute for Solid State Research(马克斯·普朗克固体研究所);Neutron Scattering Division, Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室中子散射部);Department of Physics, Brookhaven National Laboratory(布鲁海文国家实验室物理系);University of Edinburgh(爱丁堡大学);Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute(平顿研究所计算量子物理中心);Quantum Condensed Matter Division and Shull-Wollan Center, Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室量子凝聚态物质部和舒尔-沃兰中心)
Evolution of orbital excitations from insulating to superconducting MgTi$_2$O$_4$ films
尖晶石氧化物是众所周知的功能材料,但很少表现出超导性。最近,在MgTi $_2$ O $_4$中发现了超导电性,这是由于电子掺杂的增加和轨道有序度的抑制。本文利用Ti $L$边缘共振非弹性X射线散射研究了MgTi $_2$ O $_4$超导薄膜和绝缘薄膜中的轨道激发。我们发现,增强的光谱权重的轨道激发和$t_{2g}$的带内激发的能量被软化的SC膜相比,绝缘的,这表明更高的电子掺杂和抑制的SC样品中的轨道顺序间隙。这些观察结果得到了我们使用最小两位点模型的多重峰计算的进一步支持。我们的研究结果为MgTi $_2$ O $_4$中轨道有序与超导电性之间的竞争提供了光谱证据,并为在尖晶石氧化物中寻找新型超导体提供了线索.
High-energy magnetic excitations from heavy quasiparticles in CeCu$_2$Si$_2$
磁涨落是铜氧化物、铁基和重费米子超导体中配对的主要候选者。这一观点受到了最近发现的CeCu $_2$ Si $_2$中无结超导性的挑战,并要求详细了解相应的磁波动。在这里,我们绘制了磁激发在\ys{superconducting (S-type)} CeCu $_2$ Si $_2$使用非弹性中子散射,发现一个强烈的不对称色散$E\lesssim1.5$ ~meV,在较高的能量演变成广泛的柱状磁激发,扩展到$E\gtrsim 5$ meV。虽然低能量的磁激发表现出显着的三维特性,高能磁激发CeCu $_2$ Si $_2$几乎是二维的,让人想起在铜酸盐和铁基超导体中发现的顺磁子。通过比较我们的实验结果与无规相近似的计算,我们发现CeCu $_2$ Si $_2$中的磁激发来自与其重电子带相关的准粒子,这也是超导电性的原因。我们的研究结果为理解CeCu $_2$ Si $_2$的磁性和超导性提供了基础,并证明了中子散射在探测重费米子金属能带重整化中的实用性.
Revealing the high-energy electronic excitations underlying the onset of high-temperature superconductivity in cuprates
在强关联系统中,费米能(EF)处的电子性质与高能尺度处的电子性质交织在一起。高温超导(HTSC)领域的关键挑战之一是理解与Mott类激发(|E-E $_{F}$|>1 eV)参与冷凝物的形成。在这里,我们展示了多体高能量CuO 2激发在1.5和2 eV和HTSC的发病之间的相互作用。这是揭示了一种新的光泵超连续探测技术,它提供了访问的动态介电函数在Bi $_2$ Sr $_2$ Ca $_{0.92}$ Y $_{0.08}$ Cu $_2$ O $_{8+δ}$在一个扩展的能量范围内,光诱导抑制后的超导配对。这些结果揭示了一个非常规的机制在HTSC的基础上低于和高于最佳空穴浓度所需的达到最大临界温度(T $_c$)。
Nodal quasiparticle meltdown in ultra-high resolution pump-probe angle-resolved photoemission
高$T_c$铜氧化物超导体的特征在于沿布里渊区对角线(节方向)和沿布里渊区面(反节方向)的低能激发之间的强动量依赖的各向异性。最明显的是d波超导能隙,在波腹方向上发现最大的幅度,而在波节方向上没有能隙。此外,虽然波节准粒子激发只出现在$T_c$以下,但超导性被认为与波节激发无关,因为它们被认为是鲁棒的,并且对$T_c$不敏感。在这里,我们揭示了一个意想不到的结准粒子和超导电性之间的联系,使用高分辨率的时间和角度分辨光电发射最佳掺杂的Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$。我们观察到抑制的节准粒子光谱重量泵浦激光激发和测量其恢复动力学。这种抑制在超导状态下显著增强。这些结果减少了节点-反节点二分法,并挑战了超导中节点激发中性的传统观点。
Unusual Relationship between Magnetism and Superconductivity in FeTe$_{0.5}$Se$_{0.5}$
本文用中子散射方法研究了理想超导成分FeTe $_{0.5}$ Se $_{0.5}$附近晶体中的磁激发。两种类型的激发被发现,在(0.5,0.5,0)和在这个位置的任何一侧的无公度波动的共振。我们发现,这两组磁激发行为不同的掺杂,与共振被固定在位置,而无公度激发移动作为掺杂的变化。这些不寻常的结果表明,一个共同的行为的低能磁激发是不必要的配对在这些材料。
Effect of electron-doping on spin excitations of underdoped BaFe$_{1.96}$Ni$_{0.04}$As$_{2}$
我们用中子散射研究了BaFe $_{1.96}$ Ni $_{0.04}$ As $_{2}$中的磁序和自旋激发。在冷却过程中,该体系在$\sim$ 97 K附近首先从四方晶系转变为正交晶系,然后在$T_N=91$ K时发生反铁磁有序,在低于$\sim$ 15 K时出现弱超导性.虽然超导性似乎与静态反铁磁秩序共存的运输和中子衍射测量,非弹性中子散射实验表明,磁激发不响应超导性。相反,电子掺杂的效果是减少BaFe $_2$ As $_2$中的c轴交换耦合,并诱导准二维自旋激发。这些结果表明,通过电子掺杂实现从三维自旋波到二维自旋激发的转变,对于分离的结构/磁性相变和高温超导性具有重要意义。
Suppression of the antiferromagnetic order when approaching the superconducting state in a phase-separated crystal of K$_x$Fe$_{2-y}$Se$_2$
我们结合弹性和非弹性中子散射技术,磁化率和电阻率测量,研究单晶样品K $_x$ Fe $_{2-y}$ Se $_2$,其中包含超导相,其转变温度为$\sim$ 31 K。在非弹性中子散射测量中,我们观察到的自旋波激发所产生的块反铁磁有序相和共振,是与超导相的超导性,表明这两个订单的共存。从磁布拉格峰强度的温度依赖性,我们发现,在进入超导态之前,磁序的发展被中断,在$\sim$ 42 K。我们认为这一结果是反铁磁相和超导相物理分离的证据;这种抑制可能是由于超导涨落对反铁磁序的邻近效应。