Block Antiferromagnetism and Checkerboard Charge Ordering in Alkali-doped Iron Selenides $R$$_{1-x}$Fe$_{2-y}$Se$_2$
通过第一性原理电子结构计算和有效磁性模型分析,发现无铁空位的硒化铁材料应接近一种新的棋盘相,其中每四个Fe位聚集在一起形成四重结构.棋盘相是块反铁磁(AFM)秩序和小的电荷密度波秩序在没有超导性的基态。这两者也可以与超导共存。这些结果解释了在各种不同实验中观察到的神秘的$2\times 2$有序模式和隐藏的有序,澄清了AFM和超导相之间缺失的联系,表明块AFM态是母态,并统一了对碱金属掺杂铁硒化物中各种观察到的相的理解。
2011-10-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin fluctuations in iron pnictides and chalcogenides: From antiferromagnetism to superconductivity
本文综述了近年来利用中子非弹性散射对铁基超导体及其母体化合物自旋动力学的实验研究。它主要集中在这个领域的最现代的发展,有关在新的超导体中的磁共振模式的观察,低能量磁波动的自旋各向异性,现在已经观察到在广泛的化学成分和掺杂水平,以及它们的动量空间各向异性所引起的自旋-自旋有序。这些新的发现对我们理解超导态的影响,以及中子光谱学的剩余未解决的挑战,进行了讨论。
2015-02-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay between superconductivity and antiferromagnetism in some iron-pnictide single crystals studied by $^{57}$Fe Mössbauer spectroscopy
我们对Ba $_{0.78}$ K $_{0.22}$ Fe $_2$ As $_2$和BaFe $_{2-x}$ Ni $_x$ As $_2$单晶镶嵌物进行了详细的$^{57}$ Fe穆斯堡尔谱测量,显示出低于$T_N$的反铁磁有序性和低于$T_C$的超导性。穆斯堡尔谱的分析表明,在磁超精细(hf)领域的减少,但没有变化的磁体积分数低于$T_C$。这清楚地表明,在这些化合物中磁性和超导性共存。低于$T_C$的高频磁场的降低取决于$T_N$和$T_C$之间的差异,对于接近$T_C$的$T_N$,其降低幅度最大。对这一现象有两种不同的解释。我们还发现,非磁性体积分数低于$T_N$与Ni掺杂$x$,是大的高$T_C$和小的高$T_N$。
2011-11-24 cond-mat.supr-con
Gap nodes induced by coexistence with antiferromagnetism in iron-based superconductors
我们研究了铁磷属元素化合物在共存相的配对,它同时显示超导和反铁磁序。通过求解长程磁序重构的费米面上的配对问题,我们发现,即使配对相互作用在顺磁相中是各向同性的,配对相互作用也必然变得与角度有关,从而导致超导能隙沿费米面的角度变化。我们发现,当反铁磁序参量M较小时,能隙中没有节点,但当M为中间值时,当一对重构的费米面口袋消失时,能隙中可能出现偶然的节点.对于更大的M,当另一对重构的费米口袋被长程磁序所缺口时,超导电性仍然存在,但准粒子谱再次变得无节点。我们还表明,应用程序的外部磁场有利于节点的形成。我们认为,这一机制的nodeless-nodal-nodeless过渡解释最近的空穴掺杂Ba_{1-x} K_xFe_2As_2的热导率测量。[J-Ph. Read等人arXiv:1105.2232]。
2012-03-05 cond-mat.supr-con
Superconducting Properties of the Titanium-Based Oxides Compounds: A Review
本文综述了钛基磷族氧化物超导体的最新研究,重点探讨其Ti2O层引起的密度波行为与超导电性之间的关系,以期为解释铁基超导体中的非常规超导转变现象提供帮助。
2025-02-08 cond-mat.supr-con
Effective tight-binding model for the iron vacancy ordered A$_{y}$Fe$%_{1.6}$Se$_{2}$
通过考虑$\sqrt{5}% \times \sqrt{5}$空位有序结构的空间对称性,研究了三元铁硒化物KPDMATHABMM % FePDMATHABMN $_{2}$的电子结构.基于铁基超导体中起主要物理作用的$% t_{2g}$的三个轨道,构造了一个有效的二维紧束缚哈密顿量,其中明确地包含了空位有序结构.结果表明,所构建的带模型,当结合广义Hubbard相互作用,产生的自旋磁化率,表现出块棋盘反铁磁不稳定性和条纹反铁磁不稳定性。特别是,对于大的洪德规则耦合,块棋盘形反铁磁性胜过条纹反铁磁性,与实验观察一致。我们认为,这样一个模型与正确的对称性和费米面结构应该是出发点模型K $_{y}$ Fe $_{1.6}$ Se $_{2}$。在$\mathbf{q}$ =($π,π$)处的自旋涨落表明自旋的块间涨落在该系统的超导机制中可能起着重要的作用。
2011-11-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ba1-xNaxTi2Sb2O (0.0 <= x <= 0.33): A Layered Titanium-based Pnictide Oxide Superconductor
报道了一种新的层状钛基磷属元素化物超导体Ba_(1-x)Na_xTi_2Sb_2 O(0.0 ≤ x ≤ 0.33)。X射线研究表明它以四方CeCr 2Si 2C结构结晶。未掺杂的母体化合物BaTi_2Sb_2O(P_4/mmm; a=4.1196(1)Ω; c=8.0951(2)Ω)在54 K下表现出CDW/SDW转变。在化学掺杂Na后,CDW/SDW转变被系统地抑制,并且随着临界温度Tc增加到5.5 K而出现超导电性。体超导性是由电阻率,磁性和热容量测量证实。与高Tc铜酸盐和铁磷属元素化物一样,BaTi_2Sb_2O的超导电性源于有序状态。讨论了与铜酸盐和铁磷属元素化物超导体的异同。
2013-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Angle-resolved photoemission spectroscopy study on iron-based superconductors
角分辨光电子能谱(ARPES)在确定铁基超导体的能带结构和超导能隙结构方面发挥了重要作用。本文从ARPES的角度,简要回顾了本课题组近年来在铁基超导体及其母体化合物方面的主要研究成果,并阐述了我们目前对铁基超导体的反铁磁性和超导电性的认识。
2013-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Doping-Enhanced Antiferromagnetism in Ca1-xLaxFeAs2
在铁磷氧化物中,通过掺杂抑制反铁磁性后出现高温超导性。在这里,我们表明,反铁磁性的Ca $_{1-x}$ La $_x$ FeAs $_2$是强大的反对,甚至通过掺杂增强。利用$^{75}$ As-核磁共振和核四极共振技术,我们发现在高掺杂浓度($x$ = 0.15)下,在低于Néel温度$T_{\rm N}$ = 62 K时出现反铁磁有序,在转变温度$T_{\rm c}$ = 35 K时出现超导性.出乎意料的是,$T_{\rm N}$随着掺杂的增加而增强,在$x$ = 0.24时上升到$T_{\rm N}$ = 70 K。所得相图丰富了铁基高$T_{\rm c}$超导体物理。
2015-11-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Iron based high transition temperature superconductors
在超导体中,电子成对,电输运在低温下变得无耗散。最近发现的铁基超导体具有仅次于铜氧化物的最高超导转变温度。在这篇文章中,我们回顾了铁基超导体的材料方面和物理性质。我们讨论的晶体结构,反铁磁性和超导性之间的相互作用,通过检查中子散射实验的转变温度的依赖关系,和这些化合物的电子性质的角度分辨光电子能谱与扫描隧道显微镜/光谱测量的一些结果。从强耦合的角度讨论了这类化合物可能的微观模型。
2014-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The influence of antiferromagnetism, soft out-of plane phonons and heavy electrons on the superconducting pairing mechanism of Ba1-xKxFe2As2
基于从头计算的参数,我们应用一个理论模型的铁基BaFe 2As 2超导体,考虑到显着增强的FeAs层中的软横声子的电子-声子耦合和反铁磁性。我们的模型是能够再现的BaFe_2As_2的Tc值发现在压力下的实验。为了计算K掺杂Ba_(1-x)K_xFe_(2-x)As_(2-x)系统的Tc随K含量的变化,我们还考虑了实验观察到的强过掺杂区(0.8 < x < 1)的有效质量增强和近藤温度,这使反铁磁性和电子-声子散射解耦。在优化反铁磁涨落和电子-声子耦合后,在最佳掺杂浓度的最高理论Tc再现。我们的模型也能够再现的倾角状结构在Tc的区域中,在那里发现一个重入的C4对称性的tetraxylase相(0.24 < x < 0.28),并指出局部交换相关能的削弱效果,负责Tc的减少。因此,我们的模型表明,这种铁基超导体的高转变温度和确切的掺杂和压力依赖性可以解释在一个扩展的电子-声子耦合模型,其中的结构,磁性和电子的自由度强烈交织在一起。
2019-06-13 cond-mat.supr-con
Intra-unit-cell nematic charge order in the titanium-oxypnictide family of superconductors
理解对称性破缺状态(如电荷、自旋和轨道序)在诸如高温超导(HTSC)等突发性质机制中所起的作用是材料研究中的一个主要课题。这种有序可能存在于一个晶胞中,例如超导体,直到最近才被理论上考虑,但它在铁磷族元素化物和掺杂铜酸盐超导体中的观察使其处于当前研究的最前沿。在这里,我们表明,最近发现的BaTi $_2$ Sb $_2$ O超导体和它的“母体”化合物BaTi $_2$ As $_2$ O形成一个破缺的基态,可以自然地解释为一个单元电池内的电荷秩序与$d$波对称性,指出普遍存在的现象。这些发现,加上这些材料的关键结构特征是铜酸盐和铁-磷属元素化物HTSC材料之间的中间体,使钛氧磷属元素化物成为理解有序性质及其与超导性关系的重要新材料系统。
2014-12-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Separation of antiferromagnetism and high-temperature superconductivity in Ca$_{1-x}$La$_x$Fe$_2$As$_2$ under pressure
本文报道了外加压力对异价La掺杂铁磷属元素化物材料Ca $_{1-x}$ La $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$单晶中磁序和超导序的影响。使用电输运,弹性中子散射和共振隧道二极管振荡器测量样品在两个准流体静力学和流体静力学压力条件下,我们报告了一系列的相图跨越范围的替代浓度为反铁磁和超导基态,包括压力调谐通过反铁磁(AFM)量子临界点。我们的研究结果表明,所观察到的超导相与$T_{c}$ =47 K的最大转变温度是固有的这些材料,只有出现在通过AFM临界点的压力调谐抑制磁序。与具有ThCr $_2$ Si $_2$结构的所有其他金属间铁-磷属元素化物超导体相比,该超导相似乎仅以与迄今报道的具有最高转变温度的氧-和氟基铁-磷属元素化物超导体类似的方式从反铁磁相存在。低- $T_{c}$系统与共存的超导性和磁性之间的不寻常的二分法和最高- $T_{c}$系统的趋势,以显示非共存提供了一个重要的洞察不同的转变温度限制在铁基超导体家族的不同成员。
2013-09-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The electronic instabilities of the Iron-based superconductors: a variational Monte-Carlo study
本文首次报道了铁基超导体的变分蒙特卡罗(VMC)研究。我们使用真实的能带结构,有序不稳定性/变分ansatz建议由以前的功能重整化群计算。我们研究反铁磁性,超导配对,正常状态费米面扭曲,和轨道秩序的反铁磁状态。
2011-04-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi surface evolution and checker-board block-spin antiferromagnetism in $A_x$Fe$_{2-y}$Se$_{2}$
我们发展了一个有效的多轨道平均场t-J哈密顿量,它具有真实的紧束缚和交换参数,用于描述铁空位掺杂范围为$0 \leq y \leq 0.4$的铁硒化物基超导体$A_x$ Fe $_{2-y}$ Se $_2$的电子和磁性结构.费米表面拓扑结构提取的光谱函数的角度分辨光电子能谱(ARPES)实验充分占紧束缚晶格模型与随机空位无序。由于铁空位的引入打破了化学计量化合物的晶格周期性,它极大地影响了电子能带结构。随着空位浓度的变化,电子能带结构的演变,导致费米表面拓扑结构的重建。对于中间掺杂水平,实现的稳定电子结构是$y=0$的完美晶格和$y=0.4$的空位条纹有序晶格的解决方案之间的折衷,这导致空位随机无序和空位条纹有序之间的竞争。通过拟合费米面的拓扑结构,建立了一个参数化的多轨道跳跃模型,并在此基础上建立了一个平均场t-J晶格模型,用于研究K $_{0.8}$ Fe $_{1.6}$ Se $_2$的顺磁和反铁磁相.在原子力显微镜阶段,计算的自旋磁化的t-J模型导致棋盘块自旋结构与中子散射实验和{ \it ab}-{ \it initio}计算吻合良好。
2012-04-25 cond-mat.supr-con
Superconductivity in titanium-based pnictide oxide compounds
钛基磷属元素化物氧化物是近年来发现的一类新型层状材料。这些化合物吸引了人们的兴趣,因为它们结合了氧化铜和铁磷属元素化物超导体的特征。这里,过渡金属(钛)形成二维Ti $_2$ O层(与CuO $_2$平面相反的结构),由磷族元素离子覆盖(类似于Fe $_2$ As $_2$层)。磷属元素化物氧化物显示出自旋或电荷密度波相,在该家族的某些成员中,这种相与超导性共存。与铜酸盐不同,但与铁磷属元素化物类似,磷属元素化物氧化物的母体化合物是具有费米面特定嵌套性质的金属,这导致密度波不稳定性。超导电性与密度波序共存的性质,以及两种状态之间可能的竞争或相互作用是最近研究的中心问题之一。这篇简短的评论从实验和理论的角度总结了当前的知识,并讨论了一些开放的问题和未来可能的发展。
2014-06-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity, Antiferromagnetism, and Neutron Scattering
高温超导性在氧化铜和铁-磷属元素化物/硫族化物系统中发生在反铁磁有序状态附近。中子散射是表征反铁磁相自旋关联和揭示超导体中自旋涨落持续存在的基本技术。虽然超导体中自旋相关性的性质仍然存在争议,但在广泛的能量和动量转移范围内对磁激发的中子散射测量为理论选择提供了重要的限制。本文综述了中子在高温超导体上的散射研究工作,并讨论了其中一些突出的问题。
2013-01-24 cond-mat.supr-con
On spatial non-homogeneity in iron pnictides: formation of stripes
在铁磷属化合物中发现了介观尺度上的反铁磁性和超导电性的异质共存。我们建议和讨论的情况下,在适当的掺杂或施加的压力下,由固有的SDW状态的pnictides的域壁的形成所造成的异质性。超导性将从调制的SDW结构中出现。这种现象类似于超导体中的FFLO相。
2010-04-23 cond-mat.supr-con
Unconventional superconductors: Iron-based diversity
九年前,人们发现了基于磁性元素铁的超导体。一系列的研究活动揭示了化学结构和物理性质的前所未有的多样性。与其他非常规超导体类似,条纹型反铁磁性似乎扮演着重要角色。特别有趣的是它与晶格的强耦合。对不同化合物的系统比较可能有助于确定超导机制中的关键元素,并为寻找新的更好的超导体提供指导。
2016-12-21 cond-mat.supr-con
Maximizing Fermi surface multiplicity optimizes superconductivity in iron pnictides
本文从晶格结构的角度研究了铁磷属元素化物超导电性最佳化的条件。研究了LaFeAsO的能带结构,发现在砷原子形成正四面体的Fe-As-Fe键角区域附近,空穴费米面多重性最大.在这三个空穴费米表面制度的超导性是最佳的,而反铁磁性的斯通因子有一个整体的趋势增加后,减少键角。结合Fe-As键长变化的影响,我们提供了获得高$T_c$的指导原则。
2011-02-18 cond-mat.supr-con
Emergence of magnetism and controlling factors of superconductivity in Li/Na-ammonia co-intercalated FeSe1-zTez
碱-氨共插层FeSe的超导性的发现引起了人们极大的兴趣,因为它们在铁硫系超导体中具有最高的Tc(~ 45 K)。本文报道了两个系列Li/Na-氨共插层FeSe_(1-zTez)的相图。当Te掺杂抑制超导电性时,出现磁有序态。此外,还发现了一种可能具有反铁磁性的新相Lix(NH_3)yFe_(2-δ)Te_(2)。这有力地表明了这些材料中超导性和磁性之间的密切关系,就像其他铁基超导体一样。另一方面,与FeSe 1-zTez的比较结构分析表明,尽管铁硫族化物和铁磷族化物超导体的相图具有显着的相似性,但具有不同电荷的不同类型的阴离子导致两类材料的超导性的不同控制因素。这为我们提供了一个机会,可以用更多的方式来调整铁硫族化物超导体的超导性。
2014-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Non-trivial band topology and orbital-selective electronic nematicity in a new titanium-based kagome superconductor
该研究利用角分辨光电子能谱和密度泛函理论揭示了新型钛基kagome超导体RbTi3Bi5的能带拓扑和轨道特性,发现d-p杂化与轨道间耦合共同导致了其电子向列序。
2022-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic softness in iron-based superconductors
通过对铁基超导体母体化合物的第一性原理电子结构分析,研究了铁基超导体中几个主要的与材料相关的参数与磁性软度的关系。结果解释的自旋费米子模型中,本地化的自旋和轨道简并巡游电子共存,并通过Hund的规则耦合。我们发现Hund规则耦合项的强度差异是决定基态自旋模式的主要材料依赖性微观参数。铁基超导体的磁性软化本质上是由双交换铁磁性和超交换反铁磁性之间的竞争驱动的。
2012-05-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting proximity effect to the block antiferromagnetism in K$_{y}$Fe$_{2-x}$Se$_{2}$
最近发现的三元铁硒化物超导体具有块反铁磁(AFM)长程序.许多实验表明可能的介观相分离的超导性和反铁磁性,而中子实验揭示了一个相当大的抑制磁矩由于超导性表明可能的相共存。在这里,我们建议,所观察到的抑制的磁矩可以解释由于邻近效应内的相位分离的情况。我们采用双轨道模型研究了相邻SC层通过层间隧穿机制对一层块AFM态的邻近效应。我们认为,在三元铁硒化物的邻近效应应该是大的,因为大的层间耦合和弱的电子相关。将平均场论的结果与中子实验作了半定量的比较。由于SC邻近效应的磁矩的抑制被发现是更明显的d波超导性,并可能会增强由块AFM状态的受抑结构。
2011-11-08 cond-mat.supr-con
Unified Picture for Magnetic Correlations in Iron-Based Superconductors
在铁基超导体中观察到的不同的金属反铁磁关联统一在一个模型中,包括巡回电子和本地化的自旋。超交换反铁磁性和轨道简并双交换铁磁性之间的竞争是决定性因素。我们的研究结果揭示了Hund规则耦合系统的强相关性的关键作用,并建议铁基超导体更接近于锰氧化物比铜酸盐在其不同的磁性和非相干正常态电子输运。这种统一的图像将有助于探索其他奇异的性质和这类新超导体的超导机制。
2010-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase diagram of iron-pnictides if doping acts as a disorder
在掺杂增加了非磁性杂质但不改变载流子密度的假设下,我们得到并分析了掺杂铁磷族化合物的相图。我们表明,相图是非常相似的相反的刚性带假设下得到的。在这两种情况下,有一个阶段,扩展的s+-超导性和反铁磁性共存。我们评估的跳跃的比热在整个相图的超导转变,并表明跳跃是非单调的,在共存阶段的发病率最大。我们的结果是在定量协议与实验上的一些铁磷族化合物。
2011-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The antiferromagnetic and phonon-mediated model of the NaFeAs, LiFeAs and FeSe superconductors
最近有人提出,在铁基超导体的机制中,电子-声子耦合的作用可能被低估了,反铁磁性和感生xy势甚至可能对电子-声子耦合有显着的放大作用。为了证实最近公布的xy势在文献中,我们创建了一个双通道模型,分别在上,下四面体平面的电子的动力学。我们的双通道模型的结果支持文献数据。当科学家们还在寻找一个可以描述所有铁基超导体配对机制的通用DFT泛函时,我们正在设计一个DFT泛函的经验组合来计算LiFeAs,NaFeAs和FeSe的电子-声子耦合和反铁磁性。我们利用ARPES数据修正了超导态下的电子-声子散射矩阵,以确保ab-inito计算包含了所有参与铁基超导的电子。我们提出了一个从头算的理论方法,考虑到这种放大效应的反铁磁性和校正的电子-声子散射矩阵连同异常软出平面晶格振动的层状结构,这使我们能够计算理论Tc值的LiFeAs,NaFeAs和FeSe作为压力的函数,对应的实验值相当不错。
2021-03-07 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
Effect of weak disorder on the phase competition in iron pnictides
在一个铁基超导体模型中,分析了弱无序对反铁磁有序与超导电性竞争的影响。在近似粒子-空穴对称性的假设下,我们证明了在中等掺杂水平下实验观察到的磁有序和磁有序共存的情况下,不能实现常规的$s^{++}$超导性。这一结果适用于任意杂质浓度,特别是在清洁限度内。无序的加入进一步放大了巡游反铁磁性和传统超导性之间的相位竞争。此外,我们还分析了无序对两个序参量的特征长度尺度的影响,发现在无序样品中,交错矩的波动范围比无序序参量的波动范围要小.
2014-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
S-wave superconductivity with orbital dependent sign change in the checkerboard models of iron-based superconductors
在弱耦合正方形格子的可解极限下,研究了三种不同的铁基超导体多轨道模型。最强的超导(SC)配对是在$A_{1g}$ $s$ -波通道和它的发展与次近邻反铁磁性(NNN-AFM)的出现。对于具有三个以上轨道的模型,本研究认为$d_{xy}$和$d_{xz}$(或$d_{yz}$)轨道的轨道内配对序参量的符号必须是{ \it相反}。这种符号差异源于轨道间跳跃的固有对称性,并可能最终导致$Γ$点处空穴费米口袋之间的SC阶数的符号变化,并在倒易空间中$M$点周围的电子费米口袋中产生各向异性甚至无隙的SC间隙,从而恢复到均匀极限。
2010-12-12 cond-mat.supr-con
Unconventional pairing in the iron arsenide superconductors
我们用磁长程序作为工具来探测砷化铁超导体中的库珀对波函数。我们从理论上证明,只有当库珀对形成一个非常规的,符号变化的状态,反铁磁性和超导性可以共存于这些材料。在Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$)$_{2}$ As $_{2}$中共存的观察则证明了该材料中的非常规配对。理论和中子衍射实验之间的详细协议,特别是不寻常的行为的磁序低于$T_{c}$,证明了我们的结论的鲁棒性。我们的研究结果强烈地表明,在砷化铁家族的所有成员中,超导性都是非常规的。
2010-04-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of Dirac-Cone States and Superconductivity in Iron Pnictide Ba(Fe$_{1-x}$Ru$_x$As)$_2$
用横向磁电阻(MR)测量方法研究了Ru掺杂对铁磷属元素化物超导体Ba(Fe $_{1-x}$ Ru $_x$ As)$_2$中Dirac锥态的影响.在低于反铁磁转变的低温下,当$x$ = 0 - 0.244时,观察到MR随磁场$B$的线性发展。使用Abrikosov提出的模型,根据狄拉克锥态的量子极限解释了$B$ -线性MR。一个有趣的证据表明,狄拉克锥态持续的电子相图中的反铁磁性和超导性共存。
2011-09-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin Waves and Magnetic Exchange Interactions in CaFe2As2
反铁磁性与高温(高Tc)超导性有关,因为氧化铜和砷化铁高Tc超导体是由它们的反铁磁性(AF)有序母体化合物的电子或空穴掺杂产生的。反铁磁性现象有两大类解释:在局部矩图中,适用于绝缘铜氧化物,AF相互作用由海森堡哈密顿量很好地描述;而在巡回模型中,适用于金属铬,AF秩序来自嵌套费米表面的准粒子激发。关于砷化铁材料中AF有序的微观起源,有相互矛盾的证据,一些人倾向于局部化的观点,而另一些人则支持流动的观点。更重要的是,甚至还没有达成协议的最简单的有效基态哈密顿量所需的描述AF秩序。在这里,我们报告非弹性中子散射映射的自旋波激发CaFe 2As 2,铁砷化物家族的超导体的母体化合物。我们发现,在整个布里渊区的自旋波可以描述一个有效的三维局域矩海森堡哈密顿量,但大的面内各向异性不能。因此,砷化铁超导体的母体化合物中的磁性既不是纯粹的局部性的,也不是纯粹的巡回性的;相反,它是两者的复杂混合。
2009-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopically derived Ginzburg-Landau theory for magnetic order in the iron pnictides
我们研究的竞争所观察到的条纹自旋密度波(SDW)与其他公度和不公度SDW相位在一个两带模型的pnictides。从这个微观模型出发,我们严格地推导出在平均场水平上不同的序参量的自由能展开式。我们发现,三个不同的相称SDW状态是可能的,并研究它们的外观作为掺杂和电子结构的函数。我们表明,条纹相是普遍存在的,但其程度在相图强烈依赖于与电子费米口袋嵌套的空穴费米口袋的数量。电子袋竞争空穴袋的相同部分起着至关重要的作用。我们讨论了我们的结果的pnictides的反铁磁性的相关性。
2011-12-09 cond-mat.supr-con
Doping evolution of antiferromagnetism and transport properties in the non-superconducting BaFe2-2xNixCrxAs2
本文报道了Ni和Cr等量掺杂的铁磷属元素化物BaFe $_{2-2x}$ Ni $_{x}$ Cr $_{x}$ As $_{2}$的弹性中子散射和输运测量结果。与电子掺杂的BaFe $_{2-x}$ Ni $_{x}$ As $_{2}$相比,BaFe $_{2-2x}$ Ni $_{x}$ Cr $_{x}$ As $_{2}$中的长程反铁磁(AF)有序逐渐被抑制,在$x= 0.20$附近的有序矩和Néel温度逐渐消失,没有出现超导电性.对BaFe $_{2-x}$ Ni $_{x}$ As和BaFe $_{2-2x}$ Ni $_{x}$ Cr $_{x}$ As $_{2}$的输运性质的详细分析表明,与作为温度的函数的线性电阻率相关的非费米液体行为可能不对应于静态AF序的消失。从温度依赖性的电阻率在过掺杂的化合物没有静态AF秩序,我们发现,实际上是由Cr杂质散射,这可能会导致一个金属到绝缘体的交叉在高掺杂BaFe $_{1.7-y}$ Ni $_{0.3}$ Cr $_{y}$ As $_{2}$的影响。
2015-02-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Three-dimensional electronic structure of superconducting iron pnictides observed by angle-resolved photoemission spectroscopy
用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了未掺杂和电子掺杂的铁磷属元素化合物BaFe_(2-x)Co_xAs_2(Ba_(122))(x=0,0.14)的费米面和费米能级附近的能带色散.我们观察到的FS片是一致的,与未掺杂的母体化合物相比,在电子掺杂的化合物中,布里渊区(BZ)中心周围的孔状口袋的收缩和BZ角周围的电子口袋的膨胀。BZ中心周围的能带色散和FS强烈依赖于光子能量,表明三维(3D)电子结构。这一观察结果表明,在pnictides的反铁磁性和超导性可能必须考虑包括轨道依赖的三维电子结构,FS嵌套不一定是强的。
2009-06-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
An unified minimum effective model of magnetism in iron-based superconductors
自2008年以来,已经发现了许多新的铁基高温(高- $T_c$)超导体家族\cite{Hosono,ChenXH,FeTe,ChenXL}。与所有铜酸盐的母体化合物具有共同的反铁磁(AF)有序基态不同,铁基超导体的铜酸盐具有许多不同的AF有序基态,包括铁属元素化物\cite{caf}中的共线AF(CAF)态、11-铁硫属元素化物$FeTe$ \cite{bcaf,bcaf2}中的双共线AF(BCAF)态和122-铁硫属元素化物$K_{0.8}Fe_{1.6}Se_2$ \cite{baf}中的块AF(BAF)态。虽然反铁磁性的普遍存在表明超导性与磁性密切相关,但AF有序态的多样性掩盖了它们之间的相互作用。在这里,我们表明,所有的磁相位可以统一在一个有效的磁模型。该模型捕获了三个无公度的磁相,其中两个已经在实验中观察到。该模型描述了不同磁相之间的相变的性质,并解释了各种磁性,如自旋波谱和电子向列性。最重要的是,通过统一对磁性的理解,我们对磁相互作用的关键成分有了新的认识,这些成分对超导性的发生至关重要。
2011-06-25 cond-mat.supr-con
Two-orbital quantum spin model of magnetism in the iron pnictides
我们研究了一个双轨道自旋模型来描述铁磷属化物的(π,0)条纹反铁磁性。“双自旋”模型具有在正方形晶格上延伸到第二邻居(轨道间和轨道内)的现场亨兹耦合和现场间相互作用。使用基于簇分解的变分方法,我们优化了具有多达8个簇位点(多达2^16个变分参数)的波函数。我们专注于pnictides的条纹状态的令人不安的小有序的时刻。为了解释它,以及不同化合物之间的大的变化,我们表明,第二邻居交叉轨道交换常数应该是铁磁性的,这导致“部分隐藏”的条纹顺序,与一个时刻,可以在很大的范围内变化的小变化的耦合常数。在一个不同的参数区域,我们证实了先前在自旋波理论中发现的倾斜态的存在。我们还确定了模型的其他几个阶段。
2012-02-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Induced spin-triplet pairing in the coexistence state of antiferromagnetism and singlet superconductivity: collective modes and microscopic properties
在几种量子材料中,超导性和反铁磁性之间的密切相互作用可能导致出现一种不寻常的热力学状态,在这种状态下,两种秩序在微观上共存,尽管它们具有竞争的性质。这种共存状态的一个标志是自旋三重态超导能隙分量的出现,称为$π$ -三重态,它在空间上被反铁磁波矢调制,让人想起对密度波。在本文中,我们调查的影响,这些$π$ -三重态自由度的相图系统与竞争的反铁磁和超导订单。虽然我们专注于一个微观的双带模型,已被广泛采用的铁pnictides的研究,我们的大部分结果遵循金斯堡-朗道分析,因此应该适用于其他系统的利益,如铜酸盐和重费米子。Ginzburg-Landau泛函不仅揭示了$π$ -三重态能隙振幅与单重态能隙振幅和交错磁化强度的三线性耦合,而且揭示了$π$ -三重态$d$ -矢量与磁化方向的线性耦合.虽然在平均场水平中,这种耦合迫使$d$矢量与磁化平行或反平行地对准,但是在波动状态中,它促进两个附加的集体模式-与围绕磁化的$d$矢量的进动相关的戈德斯通模式和与两个矢量之间的相对角度相关的质量模式,其几乎退化为与单重态和三重态带隙之间的相位差相关的类Leggett-like模式。我们还研究了磁涨落对超导反铁磁相图的影响,结果表明,由于它们与$π$ -三重态序参量的耦合,共存区域得到增强。
2017-05-04 cond-mat.supr-con
Ternary iron selenide K$_{0.8}$Fe$_{1.6}$Se$_2$ is an antiferromagnetic semiconductor
采用第一性原理电子结构计算方法研究了K $_{0.8+x}$ Fe $_{1.6}$ Se $_2$的电子结构和磁性.铁空位有序的KPDMATHABMP Fe $_{1.6}$ Se $_2$的基态被发现是一个准二维块棋盘式反铁磁(AFM)半导体的能隙为594 meV和一个大的有序磁矩为3.37 $μ_B$为每个Fe原子,在良好的协议与中子散射测量。潜在的机制是化学键驱动的四聚体晶格畸变。K $_{0.8+x}$ Fe $_{1.6}$ Se $_2$ with finite $x$是一种掺杂的AFM半导体,具有低导电载流子浓度,其与过量的钾含量近似成比例,定性地与红外观察一致。我们的研究揭示了这些材料中反铁磁性和超导性之间相互作用的重要性。这表明$_{0.8}$ Fe $_{1.6}$ Se $_2$而不是KFe $_2$ Se $_2$应被视为母体化合物,在电子或空穴掺杂时从其出现超导性。
2011-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic interactions in iron superconductors studied with a five-orbital model within the Hartree-Fock and Heisenberg approximations
我们分析了在哈特里-福克和海森堡近似下处理的铁超导体五轨道模型的磁相互作用。我们发现交换常数与Fe-As-Fe夹角、电荷和轨道填充密切相关。在定域图中,对于中间Hund耦合J_H,存在柱状有序.在较小的J_H,一个不寻常的轨道重组稳定棋盘秩序。铁磁性出现在大J_H处。铁磁相关性的增强与电子掺杂,而大孔掺杂稳定棋盘式反铁磁性,解释的变化后,由Co或Mn取代Fe的磁相互作用。对于中等和大的U值,Hartree-Fock显示了类似的结果,强耦合,虽然用双条纹相代替铁磁性。流动增强了柱状有序的稳定性。这两种方法的比较揭示了强耦合物理是决定性的相图的金属区域。
2012-10-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of the orbital degree of freedom in iron-based superconductors
自2008年偶然发现铁基高温超导体(FeSC)以来,已经过去了近十年。FeSC与氧化铜高温超导体有多少相似性的问题,是从FeSC中接近超导性的长程反铁磁性的最初发现开始出现的。尽管它们的相图非常相似,但FeSC和铜酸盐之间存在重要的差异,需要考虑这些差异,以便描绘这两个高温超导体家族的全貌。其中一个关键的区别在于FeSC的多轨道多带性质,与铜酸盐的有效单带模型相反。由于多轨道能带结构的复杂性,在建立FeSC的理论模型时常常忽略轨道自由度。在实验方面,FeSC中轨道相关现象的系统研究在很大程度上缺乏。在这篇综述中,我们总结了角度分辨光电子能谱(ARPES)测量在文献中的各种FeSC家庭,侧重于轨道相关的电子相关性的系统趋势和不同的Fe 3d轨道在驱动超导转变的作用,自旋密度波转变,和对超导性的影响。
2017-10-19 cond-mat.supr-con
Frustration-driven C4 symmetric orders in a hetero-structured iron-based superconductor
在强关联系统中,竞争相互作用之间的微妙平衡很容易被异质结构中的额外界面相互作用所打破。这往往会导致异国情调的阶段,前所未有的性能,最近举例说明的高Tc超导FeSe单层上的SrTiO3。当邻近耦合层是磁活性的时,在铁基超导体(FeSC)中预期甚至更丰富的相图,然而由于缺乏适当的材料系统而尚未探索。一个有前途的候选人是Sr2VO3FeAs,一个自然组装的异质结构的FeSC和莫特绝缘钒氧化物。在这里,使用高品质的单晶和高精度的75 As和51 V核磁共振(NMR)测量,我们表明,一个新的电子相出现在FeAs层低于T0~155 K,没有静态磁性或晶体对称性的变化,这是从来没有观察到在其他FeSC。我们发现,挫折,否则占主导地位的Fe条纹和V Neel波动通过界面耦合诱导的电荷/轨道顺序与C4-对称性的FeAs层,同时抑制在SrVO3层的Neel反铁磁性。这些发现表明,磁邻近耦合是有效的,以稳定隐藏的顺序在FeSC,更一般地说,在强相关的异质结构。
2017-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Breakdown of the Hund's Rule in CuFeAs
采用密度泛函理论在广义梯度近似(GGA)和GGA+U下研究了CuFeAs的基态性质.我们发现,双共线反铁磁态的反平行轨道的磁矩的每个铁违反洪德规则是有利的现场库仑相互作用,这是进一步稳定的铜空位。磁基态可以用来理解实验观察到的CuFeAs中的弱反铁磁性。我们认为,洪德规则的故障可能是铁pnictides减少磁性的可能来源,而不是由电子相关引起的磁波动。
2021-07-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Decoding 122-Type Iron-Based Superconductors: A Comprehensive Simulation of Phase Diagrams and Transition Temperatures
本研究融合多种理论模型与ARPES实验数据,系统模拟了122型铁基超导体的相图和临界温度,准确预测了多种化合物的压力依赖行为,揭示了结构、磁性与电子自由度耦合对高超导转变温度的关键作用。
2023-09-22 cond-mat.supr-con
Structural quantum criticality and superconductivity in iron-based superconductor Ba(Fe1-xCox)2As2
研究了铁基超导体Ba(Fe_(1-x)Co_x)_2As_2在8种Co浓度下的弹性性质。弹性常数C66显示与结构相变相关的大的弹性软化。通过对C66的Fe-3d电子局域图和巡游图的分析,发现该体系存在较强的电子-晶格耦合,并可能存在质量增强现象。结果类似于非常规超导体,其中系统的性质由与长程序的零温度临界点相关的量子涨落控制;即量子临界点(QCP)。在这个系统中,C66的逆的行为就像磁QCP系统中的磁化率。虽然这些现有超导体的QCP都归因于反铁磁性,但我们对典型铁基超导体Ba(Fe 1-xCox)2As 2的系统研究表明,这种材料中存在“结构量子临界性”的特征,这是迄今为止没有先例的。弹性常数反常与超导性的出现有关。这些结果突出了该系统中强的电子-晶格耦合和能带效应,从而挑战了关注铁3d轨道作用的流行方案。
2011-11-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hedgehog spin-vortex crystal stabilized in a hole-doped iron-based superconductor
磁性被广泛认为是非常规超导性的关键成分。与铜氧化物高温超导体不同,铁基超导体(FeSC)中的反铁磁性由一对磁传播矢量表征。因此,三种不同类型的磁序是可能的。其中,只有条纹型自旋密度波(SSDW)和自旋电荷密度波(SCDW)的订单已被观察到。实现所提出的自旋涡旋晶体(SVC)顺序是明显的缺席。我们报告了一个磁相符合的刺猬变化的SVC顺序在Ni和Co掺杂的CaKFe4As4的基础上热力学,运输,结构和局部磁探针结合对称性分析。外来SVC相稳定的CaKFe4As4结构的对称性降低。我们的研究结果表明,可能的磁性基态在FeSC具有非常相似的能量,提供了一个扩大的配置空间的磁波动,以促进高温超导性。
2017-07-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetically assisted electron-phonon coupling and spin-lattice interaction in Fe-based superconductors
我们提出了一个理论从头算方法,使我们能够明确地计算的超导转变温度(Tc)的铁基超导体LaFeAsO 1-xFx,SmFeAsO 1-xFx,NdFeAsO 1-xFx,Ba 1-xKxFe 2As 2,FeSe和LiFeAs,与实验完全符合。我们认为最近的证据表明,电子-声子耦合可能被低估了以前,和预测,反铁磁性可以大大提高电子-声子耦合通过本地化铁d轨道。然后,我们包括这些本地化轨道的贡献在麦克米伦形式主义。此外,我们考虑到自旋极化的电子之间的自旋-晶格相互作用在费米表面和铁轨道结合修改后的交换哈密顿量,涉及铁和作为之间的亚铁磁耦合。用这种方法可以精确地计算FeSe(11族)、LiFeAs(111族)、LaFeAsO_(0.9)F_(0.1)(1111族)和BaFe_2As_2(122族)的Tc随压力的变化。此外,我们还得到了LaFeAsO_(0.9)F_(0.1)(1111族)和BaFe_2As_2(122族)的Tc与掺杂的正确关系。
2019-02-18 cond-mat.supr-con
Doping evolution of the superconducting gap structure in the underdoped iron arsenide Ba1-xKxFe2As2 revealed by thermal conductivity
在温度低至50 mK和磁场高至15 T的条件下,测量了平行于和垂直于四极轴的热流对铁砷化物超导体Ba_(1-x)K_xFe_2As_2的热导率κ。测量进行了样品的组成范围从最佳掺杂(x = 0.34; Tc = 39 K)到掺杂深入到反铁磁秩序与超导性共存的区域(x = 0.16; Tc = 7 K)。在零场中,无论是对于面内还是面间输运,随着T在任何掺杂下变为0,在kappa(T)中不存在残余线性项。这表明在超导能隙中没有节点。然而,当x减小到与反铁磁性共存的范围时,剩余线性项随着施加的磁场而越来越迅速地增长。这表明超导能隙在费米面上的某些位置处形成最小值,并且这些最小值随着x的减小而加深。我们建议,在间隙结构中的最小值出现时,费米面的Ba 1-xKxFe 2As 2的反铁磁秩序重建。
2016-02-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Normal-State Spin Dynamics and Temperature-Dependent Spin Resonance Energy in an Optimally Doped Iron Arsenide Superconductor
铁砷化物相图中超导性和反铁磁性的接近、明显弱的电子-声子耦合以及超导自旋激发谱中的“共振峰”,都促成了磁介导的库珀配对假说。然而,由于大多数超导理论都是基于正常状态下具有足够光谱权重的配对玻色子,因此需要详细了解超导转变温度Tc以上的自旋激发光谱,以评估这一假设的可行性。利用非弹性中子散射研究了最佳掺杂BaFe_(1.85)Co_(0.15)As_2(Tc = 25 K)在较宽的温度和能量范围内的自旋激发。我们提出的结果在绝对单位,并发现正常状态的光谱进行的重量相比,欠掺杂的铜酸盐。然而,与铜酸盐相反,光谱与近反铁磁金属理论的预测吻合得很好,没有赝能隙或竞争的无公度自旋调制相引起的并发症。我们还表明,温度演化的共振能量遵循超导能隙,从传统的费米液体的方法所预期的。我们的观察点在铁砷化物的自旋动力学的一个令人惊讶的简单的理论描述,并提供了一个坚实的基础,磁介导的超导模型。
2009-07-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital Nematic Order and Interplay with Magnetism in the Two-Orbital Hubbard Model
受铁基超导体FeSe和铁磷属元素化物的角分辨光电子能谱(ARPES)研究的启发,我们在双轨道哈伯德模型下研究了FeSe和铁磷属元素化物的轨道有序性及其与反铁磁性的相互作用.我们使用无规相位近似(RPA)来计算轨道和磁磁化率对相互作用强度和电子密度(掺杂)的依赖性。为了解释RPA未捕获的强电子相关性,我们进一步采用了能够捕获对称破缺磁性和轨道有序相的非微扰变分簇近似(VCA)。这两种方法都表明,电子和空穴掺杂的影响这两个订单不同。虽然空穴掺杂倾向于抑制磁性和轨道有序,但电子掺杂抑制磁性更快。至关重要的是,我们找到了一个现实的参数制度,为中等电子掺杂,稳定轨道向列性的情况下,远程反铁磁秩序。这让人想起最近在FeSe和一些铁磷属元素化物材料中观察到的非磁性轨道向列相,并提出了至少在某些情况下,观察到的电子向列性可能主要是由于轨道而不是磁性波动的可能性。
2014-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonance as a probe of the electron superconducting gap in BaFe1.9Ni0.1As2
砷化铁中反铁磁性附近的高转变温度(高Tc)超导性的发现提高了非常规超导机制的可能性1 -8。通过角分辨光电子能谱观察到清晰的费米面和无结超导带隙9 -12表明,这些材料中的电子配对可能是由符号反转的空穴和电子费米口袋5 -8之间的准粒子激发介导的。虽然在非弹性中子散射中发现的自旋激发谱中存在“共振”13 -17与这幅图18 -20一致,但没有直接证据将共振与超导能隙能量联系起来。在这里,我们表明,对于最佳的电子掺杂BaFe 1.9Ni 0.1As 2(Tc =20 K,图1c)砷化铁超导体,磁场的应用,抑制超导电性和超导能隙能量也降低了共振的强度和能量。这些结果表明,共振的能量是成正比的电子对能量,从而表明自旋涨落是密切相关的铁砷化物的超导电性机制。
2009-08-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhancement of superconducting transition temperature of FeSe by intercalation of a molecular spacer layer
最近在层状铁砷化物中发现的高温超导性导致了通过改变插入相邻阴离子铁砷化物层之间的间隔层的化学组成来优化铁基超导体的超导性质的深入研究。到目前为止,超导性仅在具有由金属离子组成的阳离子间隔层的化合物中发现:Li+,Na+,K+,Ba 2+或PbO型或钙钛矿型氧化物层。电子掺杂通常是控制反铁磁性和超导性之间的微妙平衡所必需的。在FeSe中也报道了超导电性,其包含结构类似于在铁砷化物中发现的中性层,但没有间隔层。在这里,我们展示了Lix(NH 2)y(NH3)1-yFe 2Se 2(x ~0.6 ; y ~ 0.2)的合成,其中锂离子、氨基锂和氨作为间隔层,其在43(1)K下表现出超导电性,高于迄今为止报道的任何FeSe衍生化合物,并且在环境压力下比母体Fe1.01Se的转变温度Tc高四倍。我们已经确定了晶体结构,使用中子粉末衍射,并使用磁强计和μ子自旋旋转数据,以确定超导性能。这种新的合成路线开辟了进一步开发该系统和其他系统中相关分子嵌入的可能性,以极大地优化该系列中的超导性能。
2012-03-30 cond-mat.supr-con
Electronic phase separation in iron selenide (Li, Fe)OHFeSe superconductor system
反铁磁(AFM)和超导(SC)或正常态区域的相分离现象对高温(高Tc)超导性的起源具有重要意义。然而,(Li,Fe)OHFeSe超导体的Tc以上的内在反铁磁性的发生受到质疑。本文报道了一系列Tc达~41 K的(Li,Fe)OHFeSe单晶样品的系统研究。我们观察到在Tafm ~125 K时,在一些SC(Tc < ~38 K,晶胞参数c < ~9.27 Ω)和非SC样品中的静态磁化强度明显下降。我们验证了这种AFM信号是固有的(Li,Fe)OHFeSe。因此,我们的观察表明介观宏观共存的AFM状态与正常(低于Tafm)或SC(低于Tc)状态(Li,Fe)OHFeSe。我们解释这种共存的电子相分离,类似于在高Tc的铜酸盐和铁砷化物。然而,这样的AFM信号可以在(Li,Fe)OHFeSe的一些其他样品中不存在,特别是在Tc > ~38 K的SC样品中从未观察到,这是由于相分离的空间尺度对于宏观磁性探针来说太小。对于这种情况,我们提出了一个微观电子相分离。这表明,微观静态相分离达到消失点,在高Tc(Li,Fe)OHFeSe,发生的二维AFM自旋涨落低于几乎相同的温度下,(Li,Fe)OHFeSe(Tc ~42 K)单晶Tafm先前报道。这样就建立了一个完整的相图。我们的研究为高温超导的物理基础提供了关键信息。
2018-05-02 cond-mat.supr-con