Ab-initio investigation of lattice distortions in response to van der Waals interactions in FeSe
非常规超导体中的电子结构是理解动量相关对相互作用和由此产生的超导能隙函数的关键。在铁基硫族化合物超导体中,电子色散、能隙结构和配对机制对$k_z$依赖性的重要性一直存在争议。在这里,我们提出了一个详细的调查的范德华相互作用FeSe和它的相互作用与磁无序和真实的空间结构特性。使用密度泛函理论,我们表明,他们需要考虑到调查后的三维效果,包括非平凡的拓扑结构,FeSe $_{1-x}$ Te $_x$和FeSe $_{1-x}$ S $_x$系统。此外,顺磁(PM)无序的影响被认为是在自旋空间平均的方法。我们的计算表明,PM放松的结构支持的图片不同的竞争有序的磁态在磁制度,产生磁挫折。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantitative characterization of short-range orthorhombic fluctuations in FeSe through pair distribution function analysis
对铁硫系超导体FeSe的粉末样品进行了中子和X射线全散射测量。使用对分布函数(PDF)分析的总散射数据调查短程原子的相关性,我们建立了一个瞬时的存在,本地正交结构畸变归因于持续到高温tetraorbic相,至少高达300 K,并可能显着更高的温度下的波动。这种短程正交畸变在300 K下在约1 nm的长度尺度上相关,并且随着温度向长程结构转变温度降低而增长到几nm。在低温超导状态下,局部瞬时结构表现出增强的正交畸变相对于平均结构,具有典型的弛豫长度为3 nm。这些正交涨落的定量表征揭示了这种典型的铁基超导体的向列性。
2019-07-23 cond-mat.supr-con
Distinct pressure evolution of coupled nematic and magnetic order in FeSe
尽管FeSe是铁基超导体家族中结构最简单的化合物,但它显示出惊人的丰富的物理现象相互作用,包括向列性和压力诱导磁性。在这里,我们提出了一个微观研究这两种现象的高能X射线衍射和时域穆斯堡尔谱FeSe单晶在很宽的温度和压力范围内。的拓扑结构的压力-温度相图是一个令人惊讶的接近平行的众所周知的掺杂温度相图的BaFe 2As 2产生通过部分Fe/Co和Ba/Na取代。在以压力p作为控制参数的FeSe中,磁结构基态可以从“纯”顺磁性(具有正交晶格畸变的顺磁性)通过强耦合的磁有序和正交态调谐到没有正交晶格畸变的磁有序态。磁超精细场在很宽的压力范围内单调增加。然而,正交畸变最初减少压力下增加,但稳定的合作耦合的压力诱导的磁秩序。在接近超导临界温度Tc的最大值(p = 6.8GPa)时,正交畸变突然消失,FeSe保持四方晶系,直至测得的最低温度。结构和磁序参量的分析表明,结构和磁有序现象的起源是独立的,它们之间的协同耦合导致了与铁磷属元素的正则相图的相似性。
2018-03-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for short-range magnetic order in the nematic phase of FeSe from anisotropic in-plane magnetostriction and susceptibility measurements
FeSe的超导态的性质一直是铁基超导体中的一个未解之谜。自旋和轨道物理都被用来解释这个阶段的起源。在这里,我们提出了实验证据的挫折,短程磁秩序,建议最近的几个理论工作,在FeSe的超导状态。我们使用磁致伸缩,磁化率和电阻率的测量相结合,探测面内各向异性的超导态及其相关的波动。尽管没有长程磁秩序FeSe,我们观察到一个相当大的面内磁化率各向异性,这是负责从磁致伸缩测量推断的场致面内失真。此外,我们证明,所有三个各向异性FeSe是非常相似的BaFe_2As_2,这强烈表明,在FeSe中的α相也是磁起源。
2017-09-12 cond-mat.supr-con
Interplay between lattice and spin states degree of freedom in the FeSe superconductor: dynamic spin state instabilities
极化拉曼散射光谱超导,单晶FeSe的证据显着的声子异常与温度降低。B_1g(Fe)声子模的6.5%硬化归因于铁自旋态的局域涨落随铁顺磁矩的逐渐减小而受到抑制。从头算晶格动力学计算支持这一结论。讨论了结构相变温度T_s以上的低频谱权重的增强及其在T_s以下的变化与低(S=0)和高自旋态之间的能隙的打开的关系,该能隙阻止FeSe中的磁有序。非常窄的声子线宽度相比,在FeTe的观察表明,在FeSe中的波动的自旋态歧管的中间自旋态的情况下。
2013-01-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of an incipient ordering mode in FeSe
结构最简单的铁基超导体FeSe的临界温度为$T_{c}\approx$ 8.5 K,在温度$T_{s}\approx 87$ K处出现四重旋转对称破缺。我们使用扫描隧道显微镜/光谱(STM/S),磁化强度和电输运测量的FeSe的电子性质进行了研究。结果表明,两个新的能量标度(i)$T^{*} \approx$ 75 K表示的STS中的电子-空穴不对称性的开始,增强的自旋波动,并增加正磁阻;(ii)$T^{**} \approx$ 22 - 30 K,标志着开放的STS中的约8 meV的部分间隙和科勒规则的恢复。我们的研究结果揭示了在$T^{*}$和它的成核低于$T^{**}$的初期有序模式的发病。在这里观察到的有序模式,无论是在自旋以及电荷通道,建议与电荷,轨道或口袋自由度的自旋之间的耦合。
2015-08-21 cond-mat.supr-con
X-ray absorption spectroscopy (XAS) investigation of the electronic structure of superconducting FeSex single crystals
真空原位劈裂FeSex(x=1-0.8)单晶的X射线吸收谱(XAS)Fe K边谱揭示了特征的Fe 4sp态和晶格畸变,Se K边谱表明Fe 3d-Se 4p杂化引起巡游载流子。从FeSex(x=0.88)的这些光谱中估计Fe的~1.8+和Se的~2.2-的形式电荷。Fe和Se之间的电荷平衡被分配给位于Fe-Se杂化键中的巡游电子。随着x的减小,4p空穴数增加,观察到晶体结构畸变,这反过来又导致ab平面中的Fe分离从4p轨道变化为不同的(调制)配位。粉末X射线衍射(XRD)测量也显示随着x降低(增加Se缺乏)晶格参数略微增加。
2010-07-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.chem-ph
Lattice distortion induced first and second order topological phase transition in rectangular high-T$_{\rm c}$ superconducting monolayer
从理论上研究了矩形FeSe $_{x}$ Te $_{1-x}$单层中晶格畸变引起的一级和二级拓扑相变。第一性原理计算表明,当晶格常数沿一个方向压缩时,FeSe $_x$ Te $_{1-x}$在很宽的掺杂范围内(如$x\in(0.0,0.7)$)发生了带反转,从而保证了拓扑带态与高温$_{\rm c}$超导性的共存.这种单向压力也导致C $_4$对称性破缺,这对于单层FeSe $_x$ Te $_{1-x}$在存在或不存在时间反演对称性的情况下支持马约拉纳角态是必要的。特别地,我们用$k\cdot p$方法对第一性原理计算的能带结构进行拟合,发现由于C-$_4$对称性破缺,沿$(100)$和$(010)$方向的边缘态具有不同的Dirac能量.这对于在不考虑超导配对对称性和塞曼形式的情况下获得D类Majorana角态是至关重要的,这可能会在实验实施中带来潜在的优势。
2019-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
What makes the Tc of monolayer FeSe on SrTiO3 so high: a sign-problem-free quantum Monte Carlo study
在SrTiO_3(STO)衬底上生长的FeSe单层薄膜的超导能隙打开温度(Tc)比体相FeSe高出近一个数量级,是所有已知的铁基超导体中最高的。角分辨光电子能谱(ARPES)观察到的“复制带”,这表明FeSe电子和STO声子之间的相互作用的重要性。这些事实使铁基超导体,特别是铁硫族化物超导体中Tc增强机制的探索重新焕发活力。在这里,我们进行了第一个数字精确的符号问题的量子蒙特卡罗模拟的铁基超导体。我们(i)研究了重电子掺杂FeSe薄膜的电子配对机制,(ii)研究了FeSe和STO之间的电子-声子相互作用以及电子涨落对Tc的影响。有了这些结果,我们回到这个问题“是什么使单层FeSe的钛酸锶的Tc这么高?“在结论和讨论中。
2016-06-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of nematicity in controlling spin fluctuations and superconducting Tc in bulk FeSe
FeSe在90 K时由四方相转变为略斜方相,在8 K以下转变为超导体。正交相有时也被称为非对称相,因为量子振荡、中子和其他测量检测到$x$和$y$中的显著不对称性。向列性如何影响超导性,最近已成为一个激烈的猜测问题。在这里,我们采用了先进的\emph{ab-initio}格林函数描述的超导性,并表明,散装tetrapheneFeSe将,在原则上,超导与几乎相同的T $_{c}$作为超导相。驱动所观察到的向列性的机制尚不清楚。由于目前的理论低估了向列性,我们模拟的全不对称性人工增强正交畸变。对于基准测试,我们比较理论自旋磁化率对实验观察到的数据在所有的能量和相关的动量。当调整正交畸变以与自旋磁化率中观察到的向列性相关时,增强的向列性导致Fe-3 d $_{xz}$和d $_{yz}$轨道中的光谱权重重新分布,但它导致T $_{c}$中至多10-15个$\%$增量。这是因为d $_{xy}$轨道始终保持最强的相关性,并提供了超导胶的大部分来源。向列性抑制费米能级的态密度,但T $_{c}$增加,与BCS和BEC理论相矛盾。我们展示了这种增长是如何与粒子-粒子顶点的结构相联系的。我们的结果表明,虽然向列性可能是本体FeSe的内在属性,是不是主要的驱动力的超导配对。
2022-04-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for unidirectional nematic bond ordering in FeSe
$d_{xz}$ - $d_{yz}$轨道简并度的提升通常被认为是铁基超导体(包括FeSe)的超导相的标志,但其起源尚不清楚。在这里,我们报告了一个高分辨率的角分辨光电子能谱研究的FeSe单晶,占光子能量的依赖性,并作出详细的分析的温度依赖性。我们发现,在低于90 K的温度下,空穴袋在相变过程中经历了四次对称破缺畸变,而电子袋的变化则不需要四次对称破缺畸变.相反,现有的$d_{xy}$和$d_{xz/yz}$波段之间存在额外的分离-它们本身在分辨率内不分离。这些观察结果使我们提出了一个新的方案“单向的电子键序”来描述低温电子结构的FeSe,支持一个很好的协议与10轨道紧束缚模型计算。
2016-04-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Suppression of orbital ordering by chemical pressure in FeSe1-xSx
我们报告了一个高分辨率的角分辨光电子能谱研究的电子结构的演变FeSe 1-xSx单晶。在Se位点上的等价S取代构成了化学压力,其微妙地修改了FeSe在高温下的电子结构,并诱导四方对称性破缺结构转变温度从87 K到58 K(x=0.15)的抑制。随着S取代量的增加,我们发现dyz和dxz轨道特征的能带之间的分裂变小,低温费米面的各向异性畸变变弱。这些影响系统地演变为S取代和温度的函数,提供了强有力的证据表明,轨道排序是FeSe 1-xSx结构转变的基本序参量。最后,我们检测到小的内孔袋x=0.12,这是低于费米能级的轨道有序的低温费米面的FeSe。
2015-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microstructural control of the transport properties of $β$-FeSe films grown by sputtering
我们研究了在SrTiO $_3$(100)上溅射生长的$β$-FeSe薄膜的结构和输运性质之间的关系.的生长参数,如衬底温度和厚度,已被改变,以探索不同的制度。在纹理厚膜的限制,我们发现有前途的功能,如增强的$T_{\rm c}\sim12\,$ K,一个相对较高的$H_{\rm c2}$和低各向异性。通过进行磁电阻和霍尔系数测量,我们调查的影响与纹理形态的一些功能归因于微妙的细节的多带电子结构的$β$ -FeSe的无序。关于超导体-绝缘体转变(SIT)诱导的厚度减小,我们发现了一个非平凡的演变的结构特性和形态与应变的初始生长和合并的晶粒。最后,我们讨论了高质量应力外延薄膜绝缘行为的起源。我们发现,晶格畸变,描述的泊松系数与晶格参数\textit{a}和\textit{c},可能发挥了关键作用。
2019-08-30 cond-mat.supr-con
Direct evidence of superconductivity and determination of the superfluid density in buried ultrathin FeSe grown on SrTiO$_3$
大块FeSe是超导的,临界温度为$T_c$ $\cong$ 8 K,SrTiO $_3$本质上是绝缘的,但高温超导性已被报道在单层FeSe和SrTiO $_3$之间的界面处。角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜测量观察到在低于$\approx$ 60 K时费米面处的能隙开口。阐明单层FeSe的微观性质和理解其配对机制是至关重要的,因为它是铁基超导体的基本组成部分。在这里,我们使用低能量μ子自旋旋转/弛豫技术(LE-$μ$ SR)来检测和量化在SrTiO $_3$(100)上生长的FeSe中的超载流子密度并确定带隙对称性。在外加磁场下的测量表明,在低于$\sim$ 60 K时,场分布随温度而变宽,反映了超导转变和涡旋态的形成。零场测量排除了静态或波动磁场的存在。从不均匀的场分布,我们确定了一个有效的片超载流子密度$n_s^{2D} \simeq 6 \times 10^{14}$ cm $^{-2}$在$T \rightarrow 0$ K,这是一个因素4大于预期从ARPES测量的过剩电子计数每铁1单层(ML)FeSe。超流密度$n_s(T)$的温度依赖性可以用简单的s波BCS很好地描述到$\sim$ 10 K,表明一个相当干净的超导相,带隙为10.2(1.1)meV。其结果是一个明确的指示,存在于整个大的FeSe/STO接口的二维涡旋晶格的逐渐形成,并提供了明确的证据,在60 K以下的…
2018-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Observation of high-Tc superconductivity in rectangular FeSe/STO(110) monolayer
众所周知,铁基材料中的超导性在四重对称性下是有利的,而竞争的有序,如自旋密度波(SDW)和自旋波有序出现或在破坏四重(C4)对称性时得到加强。因此,在欠掺杂的化合物中发现了低于超导转变温度(Tc)的正交性的抑制。在选定的衬底上的外延膜生长允许晶体特定的晶格畸变的设计。在这里,我们表明,尽管在晶格参数的5%的差异引起的C4对称性的击穿,通过分子束外延(MBE)生长在SrTiO 3(STO)衬底[FeSe/STO(110)]的(110)表面上的FeSe单层表现出大的接近各向同性的超导(SC)的间隙为16 meV关闭约60 K。我们对这种新的界面材料的研究结果,类似于以前在FeSe/STO(001)上获得的结果,与人们普遍认为的C4对称性对于在Fe基超导体中达到高Tc是必不可少的观点相矛盾。
2015-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of disorder on the signature of pseudogap and multigap superconducting behavior in FeSe
我们研究了几个FeSe单晶生长通过两种不同的方法,利用实验技术,即电阻率,磁阻,比热,扫描隧道显微镜,和光谱。剩余电阻率比(RRR)显示系统的化学气相传输和通量气相传输生长的样品之间的差异,表明散射中心的量的方差。虽然超导转变温度$T_c$是不直接相关的RRR,我们的研究证据的一个初始的有序模式的功能的细微差别有关的状态密度在费米能级的耗尽。例如,在较低RRR的样品中,在$T^* \approx 75$ K处各向异性自旋涨落的起始温度和在$T^{**} \approx 30$ K处态密度中的部分能隙打开的温度是不可辨别的。此外,我们表明,电子比热低于2 K,这使得可以确定的节点功能,以及小的超导能隙的功能依赖性,显着不同的晶体生长这两种不同的方法。我们的研究表明,有关超导能隙的驱动机制或其结构和对称性的一些争议与晶体中由于所使用的生长技术和样品中存在的散射中心的总量而产生的微小差异有关。
2018-03-09 cond-mat.supr-con
Spontaneous orbital polarization in the nematic phase of FeSe
针对FeSe向列性起源问题,通过X射线线二色性与衍射实验,发现向列相内存在不依赖晶格的自发轨道极化,证明其为向列相主要序参量,为理解临近向列序的非常规超导提供关键依据。
2023-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nematic state of the FeSe superconductor
利用同步辐射X射线和中子散射方法,研究了四硒化铁FeSe的晶体结构及其从超导相变到低温正交结构的转变.我们发现,在本地结构的正交畸变与电子驱动的双阶更显着,在短的长度尺度。它也存活到90 K以上的温度,其中倒易空间分析表明四对称。此外,同步辐射X射线衍射数据的实空间对分布函数分析揭示了对应于最近的Fe-Fe、最近的Fe-Se和次最近的Fe-Se键距的峰的微小加宽,以及在20埃的短长度尺度下的四面体扭转角。这种加宽出现在低于20 K,是由于一个pseudogap。然而,我们没有观察到任何进一步的减少,在局部对称性低于正交下降到3 K。我们的研究结果表明,超导能隙各向异性FeSe是没有任何降低的短程结构相关。
2022-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-throughput investigation of tunable superconductivity in FeSe films
在铁基材料中,结构变化与掺杂载流子对超导电性机制的相对重要性一直存在争议。阐明这个问题是一个重大的挑战,因为它将需要大量的样品,其中结构特性或载流子密度是系统地变化的。FeSe结构简单,是解决这个问题的理想平台。已经证明,这种材料的超导电性可以通过晶格调谐以及电子结构操纵来控制。在这里,我们应用高通量的方法,FeSe系统地描绘其结构和电子性质的相互依赖性。采用双光束脉冲激光沉积法制备了FeSe薄膜,其超导转变温度在1cm宽范围内具有明显的梯度(低于2K < Tc <12K)。Tc梯度薄膜在面外和面内晶格常数分别表现出约1%的连续拉伸和压缩,触发了超导性的持续增强。结合对均匀FeSe薄膜的输运和角分辨光电子能谱测量,我们发现电子载流子密度与Tc密切相关,它增加到6倍,并最终超过几乎恒定的空穴浓度。我们的透射电子显微镜和能带结构的计算表明,而不是通过移动的化学势,增强的超导电性与选择性调整的dxy带的色散通过减少局部晶格畸变的费米能级。因此,这种新的机制提供了一个关键的理解离散超导相的FeSe。
2019-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tellurium substitution effect on superconductivity of the alpha-phase Iron Selenide
我们对PbO型化合物FeSe_{1-x} Te_x(x = 0~1)进行了系统的研究,探讨了Te的替代对超导电性的影响。结果表明,当Te掺杂量为50%时,超导转变温度达到最大值Tc=15.2K。FeSe_(0.5)Te_(0.5)的压力增强T_c比FeSe的压力增强T_c大10倍以上。有趣的是,FeTe不再是超导体。低温结构畸变使FeTe从三斜对称转变为正交对称。我们认为,这种结构的变化打破了磁对称性,抑制了FeTe的超导电性。
2008-08-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity-enhanced Nematicity and '$s+d$' Gap Symmetry in Fe(Se$_{1-x}$S$_x$)
铁硫系超导体FeSe是铁基超导体中结构最简单的一种。与其他铁磷属元素不同,FeSe没有表现出伴随四方到正交结构畸变的长程磁序,这提出了关于磁性及其相关的自旋涨落在介导向列性和超导性中的作用的基本问题。FeSe对外压的极端敏感性表明,由较小的离子S取代Se引起的化学压力也可以是一个很好的调谐参数,以进一步研究超导性和向列性之间的耦合,并获得费米面变化和超导态对称性的信息。在这里,我们使用热容量和热膨胀测量研究了3种成分($x=0$、0.08和0.15)的Fe(Se $_{1-x}$ S $_{x}$)的热力学性质。随着S含量的增加,我们观察到四方晶系到正交晶系的转变温度T $_{s}$的显着降低。然而,T $_{s}$的这种抑制与T $_c$以下的正交畸变$δ$的增强相反,这清楚地表明超导性有利于超导态。同时,超导转变温度T $_{c}$大大提高,而索末菲系数$γ_{n}$的增加是相当温和的。在T $\to$ 0极限,一个异常大的剩余态密度被发现$x>0$指示显着的替代诱导的障碍。我们讨论这些意见的背景下,$s+d$超导态对称性。
2016-07-08 cond-mat.supr-con
The intercalation chemistry of layered iron chalcogenide superconductors
铁硫属化合物FeSe和FeS是由范德华相互作用结合在一起的二维薄片组成的超导体,这使它们成为各种客体物种嵌入的主要候选者。我们回顾了FeSe和FeS超导体的嵌入化学,并讨论了它们的合成,结构和物理性质。在回顾该领域的最新工作之前,我们简要介绍了其他无机材料的插层化学背景,这些材料在插层时表现出增强的超导性能,其中包括过渡金属二硫属化合物、富勒烯和层状钴氧化物。从过去的研究,这些插入超导体,我们讨论的作用,在电荷掺杂,结构扭曲,费米面重建的插入。本文还简要介绍了基质材料-镁钠石型FeS和$β$ -FeSe的物理化学性质。用于铁硫属化物的三种类型的插层物可以分为三类:1.)通过液氨技术插层的碱金属和碱土金属阳离子; 2.)用有机胺如乙二胺插层的阳离子;和3.)层状氢氧化物在水热条件下插层。在这些研究中反复出现的主题是在电子掺杂的硫属化物主机和增强的二维电子结构的FeSe层间隔开的插层客体的作用。我们结束这篇评论讨论可能的新途径,在嵌入化学的过渡金属monocalcogenides,这些材料作为一个独特的一套新的无机二维系统的承诺。
2016-03-07 cond-mat.supr-con
Understanding Electronic Peculiarities in Tetragonal FeSe as Local Structural Symmetry Breaking
传统的完美晶体固体能带理论通常使用从衍射实验中推导出的结构作为输入;当用最小晶胞建模时,这通常会产生空间平均模型。本研究表明,这并不总是一个安全的做法,除非检查是否内在的键合机制是能够受益于形成的分布较低的对称性局部环境,不同于宏观平均结构。这可能是由于位置,或由于磁对称性破缺。通过消除一个小的晶体细胞的约束,能量最小化在密度泛函理论发现原子和自旋对称性破缺,不明显,在传统的衍射实验,但被发现的本地探针,如对分布函数分析。在这里,我们报告,大的原子和电子异常出现在散装tetraxFeSe的局部位置和磁矩图案的分布的存在。通过最小化内能获得的所发现的破环基序代表了四元相中的化学键合优选作为降低静态畸变的内能。这解释了带重整化的观测,预测轨道顺序和增强的向列性,并提供了前所未有的密切协议与光谱函数测量的光电发射和本地原子环境揭示的对分布函数。虽然严格限制的强相关方法以前一直认为是描述FeSe的主要特性所需的唯一理论,但我们在这里表明,严格破缺的平均场方法解决了问题的许多方面,提供了对电子结构的直观洞察,并为类似d-电子量子材料的大规模平均场计算打开了大门。
2020-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Crossover from nematic to magnetic low-temperature ground state in Fe(Se,Te) compounds
比较分析了x值约为0.4的FeSe ${}_{1-x}$ Te ${}_{x}$晶体和纯FeSe晶体的性质。我们发现,在R(T)的异常在结构转变为前者显着不同的相应异常为后者。这表明所研究的化合物的基态类型发生了变化。在晶体场模型的框架内,这可以解释为铁的四面体环境的畸变的变化的结果,这导致$t_{2g}$多重态内的能级的位置的变化。依赖于简并xz和yz能级与xy能级的相互位置,跃迁的类型可以从轨道有序变为磁性有序。
2021-12-07 cond-mat.supr-con
In-situ visualization of local distortions in the high-$T_c$ molecule-intercalated $Li_x(C_5H_5N)_yFe_{2-z}Se_2$ superconductor
时间分辨同步辐射X射线全散射研究揭示了有机分子供体嵌入层状铁硒化物主体过程中所涉及的不同结构长度尺度的演变,旨在形成扩展的晶格$Li_x(C_5H_5N)_yFe_{2-z}Se_2$混合超导体。插层被发现结晶在四元$ThCr_2Si_2$型结构的平均水平,然而,与增强的层间铁硒化物间距(d= 16.2),容纳杂环分子间隔。定量原子对分布函数(PDF)分析在不同的时间,表明扭曲的$FeSe_4$四面体局部环境,出现肿胀相对于那些在父$β$ -FeSe。同时获得的原位同步X射线粉末衍射数据揭示,当在溶剂热反应中使用较高的Li浓度时或当溶液老化时,第二相($α$和$Li_2Se$)显著生长。这些观察结果与介导膨胀晶格超导体的缺陷化学的嵌入介质的溶剂化电子的强烈还原特性一致。在后者中,层内相关的局部扭曲表示电子捐赠方面,反映在有些放大的Fe-Se键。他们还揭示了一定程度的缓解与Fe和Se片(“高”阴离子高度)和拉伸的Fe-Fe正方形平面拓扑结构之间的距离大的化学压力。后者的伸长率,来自原位PDF研究,讲一个合理的增加Fe-网站的空位浓度。局部结构参数的演变表明了一个最佳反应窗口,其中动力学稳定相类似于边缘共享Fe-Se四面体的扭曲,这是扩展晶格铁硫属化物中高$T_c$所需的。
2023-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
First-order magnetic and structural phase transitions in Fe$_{1+y}$Se$_x$Te$_{1-x}$
我们利用体磁化率、电子比热和中子散射研究了Fe $_{1+y}$ Se% $_x$ Te $_{1-x}$的结构和磁相变。Fe $_{1.068}$ Te在67 K附近发生一级相变,并伴随着从四斜晶系到单斜晶系的结构转变,同时发展出共线反铁磁(AF)有序,这是整个转变过程中熵变的原因.对FeSe $%_{1-x}$ Te $_x$系统的系统研究表明,这些材料中的AF结构和晶格畸变与FeAs基磷属化合物不同。这些结果对目前密度泛函计算的结论提出了质疑,其中FeSe $_{1-x}$ Te $_x$和FeAs基磷属元素化物被认为具有相似的费米面,因此具有相同的自旋密度波AF级。
2008-11-02 cond-mat.supr-con
Molecular beam epitaxy of superconducting FeSe$_{x}$Te$_{1-x}$ thin films interfaced with magnetic topological insulators
本研究利用分子束外延技术成功制备了超导FeSe$_{x}$Te$_{1-x}$薄膜及其与磁性拓扑绝缘体的异质结构,发现其在富Te薄膜中保持超导性,并观测到超导与反常霍尔效应共存,为探索手性马约拉纳边缘模提供了理想平台。
2024-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Evidence for negative thermal expansion in the superconducting precursor phase SmFeAsO
用高分辨粉末X射线散射研究了SmFeAsO $_{1-x}$ F $_x$(0 $\leq x \leq$ 0.10)系列掺氟稀土铁氧铌酸盐。与以前的研究一致,在T $\rm{_{S}}$ ~=~130~K时,母体化合物SmFeAsO表现出四方晶到正交晶的结构畸变,这种畸变被超导圆顶内0.10深处的$x \simeq$迅速抑制。在120 K时,晶胞对称性的改变伴随着以前未报道的磁弹性畸变.热膨胀系数$α_{V}$的温度依赖性揭示了SmFeAsO的丰富的相图:(i)在125 K的全球最小值对应于由泵浦探测飞秒光谱测量的自旋密度波不稳定性的开口,而(ii)在110 K的全球最大值对应于由磁性X射线散射测量的Sm和Fe亚晶格的磁有序。在比T $\rm{_{N}}$低得多的温度下,SmFeAsO表现出明显的负热膨胀,约为-40~ppm~ $\cdot$ ~K $^{-1}$,这与其他稀土氧铌酸盐如PrFeAsO和锕系氧铌酸盐NpFeAsO的行为相反,后者的$α<$ 0的起始只出现在磁有序附近.相关的电阻率和晶胞参数的温度和掺杂的依赖性,这一功能,我们解释的负热膨胀作为指示可能的凝结的巡回电子伴随着SDW间隙的开放,符合运输测量。
2018-02-23 cond-mat.supr-con
Kondo-lattice theory of anisotropic singlet superconductivity
本文发展了t-J模型的近藤晶格理论和基于此的唯象理论,研究了Mott金属-绝缘体转变附近的超导性。由于通过超导能隙的打开减少了由单点量子自旋涨落或近藤效应引起的磁矩的淬灭,因此在超导状态中可以出现自旋密度波(SDW),并且奈特位移可以偏离Yosida函数很小。声子对超交换相互作用的调制所产生的电子-声子相互作用是超导电性和SDW共存的关键。提出了在欠掺杂铜氧化物超导体中观察到的棋盘格结构和零温赝能隙的原因是超导性、双Q SDW、双Q晶格畸变和由SDW而不是晶格畸变引起的双Q电荷密度波的共存。
2008-03-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unprecedented anisotropic metallic state in BaFe2As2 revealed by optical spectroscopy
在超导相附近存在一种具有显著电子各向异性的有序相是目前高转变温度超导领域的研究热点。在铜氧化物的情况下,砷化铁的超导电性与这种有序相竞争或共存。未掺杂和欠掺杂的铁砷化物具有磁结构有序相,其表现出条纹状反铁磁自旋有序,伴随着正交晶格畸变;自旋有序和晶格畸变都破坏了这些化合物晶体的四重对称性。在这种有序状态下,面内电阻率的各向异性是异常的,并且难以简单地归因于自旋有序和/或晶格畸变。在这里,我们提出的各向异性光学光谱上测量的退孪晶BaFe_2As_2晶体与平行于Fe平面的光偏振。在光谱中观察到明显的各向异性,持续到约2 eV的出乎意料的高光子能量。这种各向异性是由各向异性的能隙在该阶的起始点以下和略高于该阶的起始点的开口引起的。对光谱的详细分析揭示了有序相中前所未有的电子态。
2011-06-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
$\rm Li_x(C_5H_5N)_yFe_{2-z}Se_2$: a defect resilient expanded-lattice high-temperature superconductor
二维铁-硫系化合物的层间距与超导临界温度($T_c$)的提高有显著的相关性。在这项工作中,同步辐射X-射线吸收($XAS$,在Fe和Se K边缘)和发射($XES$)光谱,允许讨论如何重要的上升$T_c$(44 K)的分子插层$\rm Li_x(C_5H_5N)_yFe_{2-z}Se_2$涉及到电子和局部结构的变化时,无机主机掺杂($x$)的感觉。$XES$表明,边缘共享$\rm FeSe_4$四面体的宽分离层携带低自旋部分,与母体$β$ - $\rm Fe_{2-z}Se_2$相比,局部Fe磁矩略微降低。Pre-edge $XAS$建议在锂化时逐步减少金属$3d-4p$状态的混合。通过常规的$T_c$ -优化措施探测的掺杂介导的局部晶格修改(参见阴离子高度和$FeSe_4$四面体规则性),当层间隔很远时变得不太相关。在扩展的X射线吸收精细结构的基础上,这种扭曲通过与Fe位空位相关的较软Fe网络来补偿,从而减轻电子晶格相关性和超导性。密度泛函理论($DFT$)指导的修改孤立的$\rm Fe_{2-z}Se_2$($z$,空位)平面,类似的主机层,确定Fe位缺陷发生在低能量成本,引起拉伸Fe片,与实验一致。$\rm Li_x(C_5H_5N)_yFe_{2-z}Se_2$中的稳健的高$T_c$源自电子供给间隔物和硒化铁层对缺陷化学的耐受性的相互作用,这是有利地调节其费米表面性质的工…
2023-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermodynamic electric quadrupole moments of nematic phases from first-principles calculation
自发旋转对称破缺产生的电子相变是现代凝聚态物理的中心问题。特别是铁基超导体和高$T_{\rm c}$铜氧化物超导体中的各种氧化物相,近年来得到了广泛的研究。电四极矩(EQM)是统一表征这类相变的序参量之一,阐明EQM是理解这类相变的关键。然而,在晶体中的EQM的量子力学公式是一个不平凡的问题,因为位置算子是非周期性的和无约束的。近年来,人们利用局域热力学建立了相应的方程组,这种{ \it热力学方程组}可以用来描述材料中的四重转动对称性破缺。本文用第一性原理计算计算了铁基超导体LaFeAsO和FeSe以及铜酸盐超导体$_2$的热力学EQM。结果表明,由于轨道简并,铁基超导体的EQM主要由波函数的几何性质决定。这一结果与铜氧化物超导体形成鲜明对比,在铜氧化物超导体中,EQM由费米面的畸变主导。
2021-02-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gapless Topological Peierls-like instabilities in more than one dimension
本文研究高维体系中周期性晶格畸变导致的拓扑阻碍,提出涌现 Weyl 节点与对称性保护能带交叉两种机制,并通过密度泛函计算在三角 PtBi₂ 中验证其作用。
2025-11-06 cond-mat.other cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence of Structural Instability Near T*~250 K in the Resistivity of Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 Whiskers
本文报道了单晶Bi_2Sr_2CaCu_2O_8晶须在某一特征温度T ~ 250 K附近的正常态电阻率的反常特征。从这些不同的氧掺杂样品中,发现电阻(R)在T< T* 时偏离线性T关系{ \it向上},而R随着T而保持减小。的偏差,$ΔR \equiv R - (a + bT)$,达到最大值的温度范围内的~ 25 K之前,R-T遵循公知的下降与欠掺杂样品中的赝能隙开口。在第一个扭结之后,在一些样品中还发现了第二个扭结,导致R-T曲线中的S形特征。电阻然后恢复接近线性T下降低于异常,与第一种情况相反。我们解释这些功能相关的晶体结构的转变(或晶格畸变),证明了在热和弹性性能的测量。这些结构的不稳定性似乎是连接到随后的动态T进一步降低。
1999-08-31 cond-mat.supr-con
Imaging emergent exotic quasiparticle state in a frustrated transition metal oxide
本研究通过原位ARPES结合外延薄膜生长,在阻挫尖晶石氧化物超导体LiTi₂O₄中发现T*~150K以下费米能级色散平坦化的新型高熵量子态,揭示了阻挫三维过渡金属氧化物的独特费米学,并为零热膨胀金属设计提供参考。
2023-06-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con