Electron irradiation of Co, Ni, and P-doped BaFe2As2 - type iron-based superconductors
Cornelis Jacominus Van Der Beek, Sultan Demirdis, Dorothée Colson, F. Rullier-Albenque, Yanina Fasano, Takasada Shibauchi, Yuji Matsuda, Shigeru Kasahara, Piotr… 展开作者
Cornelis Jacominus Van Der Beek, Sultan Demirdis, Dorothée Colson, F. Rullier-Albenque, Yanina Fasano, Takasada Shibauchi, Yuji Matsuda, Shigeru Kasahara, Piotr Gierlowski, Marcin Konczykowski
备注：
17 pages, soumis pour publications dans les actes de M2S-2012; Materials and Mechanisms of Superconductivity 2012, Washington DC : United States (2012)
High energy electron irradiation is used to controllably introduce atomic-scale point defects into single crystalline Ba(Fe_1-xCo_x)_2As_2, Ba(Fe_1-xNi_x)_2As_2, and BaFe_2(As_1-xP_x)_2. The appearance of the collective pinning contribution to the critical current density in BaFe_2(As_1-xP_x)_2, and the magnitude of its enhancement in Ba(Fe_1-xCo_x)_2As_2, conform with the hypothesis of quasi-particle scattering by Fe vacancies created by the irradiation. Whereas the insignificant modification of the temperature dependence of the superfluid density in Ba(Fe_1-xCo_x)_2As_2 and Ba(Fe_1-xNi_x)_2As_2 points to important native disorder present before the irradiation, the critical temperatures of these materials undergo a suppression equivalent to that observed in the much cleaner BaFe_2(As_1-xP_x)_2. This lends credence to the hypothesis of line nodes of the order parameter (at finite k_{z}) in the former two materials.
Hidden robust presence of a hole Fermi surface in a heavily electron doped iron based superconductor LaFe$_2$As$_2$
本文研究了最近发现的重电子掺杂铁基超导体LaFe $_2$ As $_2$的电子结构。尽管第一性原理计算表明在$Γ$点周围明显不存在空穴费米表面，但我们通过假设去除La $d$轨道贡献揭示了在$Γ$点周围的空穴费米表面基本上存在。在LaFe $_2$ As $_2$的塌缩阶段，这是非超导的，空穴费米面被发现是不存在的，和从非塌缩超导阶段的差异可以自然地理解内的自旋波动介导的配对方案。
Vortex states in hole-doped iron-pnictide superconductors
基于自旋密度波（SDW）竞争和扩展的$s-$波超导的唯象模型，通过求解Bogoliubov-de Gennes方程，研究了Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$中的涡旋态.我们的结果为最佳掺杂的化合物没有诱导SDW是在定性协议与最近的扫描隧道显微镜实验。我们还认为，SDW对涡旋态的主要作用是降低了局域态密度中的能隙内峰的强度，并转移了能谱权重，在能隙外形成了附加峰.
Orbital superconductivity, defects and pinned nematic fluctuations in the doped iron chalcogenide FeSe$_{0.45}$Te$_{0.55}$
我们表明，差分电导，$dI/dV$，通过光谱成像扫描隧道显微镜测量的掺杂铁硫属化物FeSe $_{0.45}$ Te $_{0.55}$，具有一系列的特征，允许一个提取的超导间隙的轨道结构。这在两个类空穴费米面上产生了近各向同性的超导带隙，而在类电子费米面上产生了强各向异性的带隙。此外，我们表明，钉扎由缺陷的涨落可以引起一个哑铃状的空间结构的诱导杂质束缚态，并解释了相关的$C_2$ -对称性的傅立叶变换微分电导。
Atomically-flat, chemically-stable, superconducting epitaxial thin film of iron-based superconductor, cobalt-doped BaFe$_2$As$_2$
最近报道了诸如Co掺杂的SrFe $_2$ As $_2$（SrFe $_2$ As $_2$：Co）的Fe基超导体的外延生长，但是由于它们具有粗糙的表面并且通过与环境大气中的水蒸气的反应而分解，因此对于器件应用而言仍然具有不足的性能。本文报道了在700 ℃下生长的Co掺杂BaFe $_2$ As $_2$外延膜的超导转变起始温度为20 K。该转变比在SrFe $_2$ As $_2$：Co膜上观察到的转变更尖锐，这将源于它们改进的结晶度。这些薄膜还具有原子级平坦的表面，具有台阶和露台结构，并表现出抗水蒸气暴露的化学稳定性。
Theoretical study on the correlation between the spin fluctuation and $T_c$ in the isovalent-doped 1111 iron-based superconductors
基于最近对1111铁基超导体LaFeAs $_{1-{x}}$ P $_{x}$ O $_{1-{y}}$ F $_{y}$的实验和理论研究，我们在五轨道模型下研究了自旋涨落与超导转变温度之间的相关性，这种相关性随着Fe-As-Fe键角的变化而呈现出双圆顶的特征.在具有较高$T_c$的第一个圆顶周围，低能自旋涨落和$T_c$不是紧密相关的，因为有限能量自旋涨落也有助于超导性。另一方面，源自$d_{xz/yz}$轨道的低能自旋涨落的强度与具有较低$T_c$的第二圆顶中的$T_c$相关。这些计算结果与最近的核磁共振研究结果一致，从而有力地表明，在铁基超导体中的配对主要是由多轨道自旋涨落。
Sign-reversal of the in-plane resistivity anisotropy in hole-doped iron pnictides
在母体和电子掺杂的化合物中，已经广泛地研究了铁磷属元素化物的耦合正交和磁性转变的电阻率的面内各向异性。所有这些研究普遍表明，在低于磁转变温度时自旋沿其反铁磁耦合的长斜方轴$a_{O}$上的电阻率$ρ_{a}$小于短斜方轴$b_{O}$的电阻率$ρ_{b}$，即。e. $ρ_{a}<ρ_{b}$。本文报道了在空穴掺杂化合物Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$中，随着掺杂量的增加，电阻率各向异性开始变得非常小，当掺杂量足够大时，电阻率各向异性最终改变符号，即：e. $ρ_{b}<ρ_{a}$。这一观察结果与最近的理论预测一致，该理论预测考虑了正交/斜方晶态中自旋波动对电子的各向异性散射。
Surface adatom conductance filtering in scanning tunneling spectroscopy of Co-doped BaFe2As2 iron pnictide superconductors
我们建立在从头算理论和实验相结合，在扫描隧道显微镜/光谱的A-122铁pnictide超导体的隧穿过程-在这种情况下BaFe $_{2-x}$ Co $_x$ As $_2$ -涉及一个强大的吸附原子过滤的微分电导从近EF Fe 3d状态，这反过来又源于最顶部的子表面Fe层的晶体。计算结果表明，表面Ba相关的隧穿途径的主导地位留下的指纹中发现的实验微分电导数据，包括大粒子空穴不对称性和能量依赖的对比度反转。
Tracing the $s_\pm$-symmetry in iron pnictides by controlled disorder
连续质子辐照使铁的超导转变温度单调下降。我们对Ba（Fe $_{0.9}$ Co $_{0.1}$）$_2$ As $_2$薄膜的系统光学太赫兹研究揭示，然而，低能超导能隙首先被抑制，但在较高的辐照剂量下恢复。与此同时，超流体密度随无序度的下降也停止了。这些观察结果与理论计算非常吻合，理论计算预测了无序诱导的序参量从$s_{\pm}$到$s_{++}$对称性的转变。因此，我们解决了长期以来的困惑铁pnictides间隙对称性有利于$s_{\pm}$对称性和证明太赫兹光谱作为一种工具，以确定超导序参量的对称性。
Effects of electron irradiation on resistivity and London penetration depth of Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$ ($x \leq$ 0.34) iron - pnictide superconductor
用2.5 MeV电子以高达5.2 $\times$ 10 $^{19}$电子/cm $^2$的剂量辐照，在Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$单晶中引入点状缺陷。（$T_c=$ 14 K），$x=$ 0.26（$T_c=$ 32 K）和0.34（$T_c=$ 39 K）通过探测非磁散射对电阻率$ρ(T)$和伦敦穿透深度$ λ(T)$的影响来研究超导间隙结构。对于所有的组合物，照射抑制超导转变温度，$T_c$和增加的电阻率。$λ(T)$的低温行为最好用幂律函数$Δλ(T) = A(T/T_c)^n$来描述.虽然$T_c$的实质性抑制支持$s_{\pm}$配对机制，但在接近最佳掺杂的样品中，$x=$ 0.26和0.34，指数$n$保持高（$n \geq 3$），表明稳健的全超导带隙。对于表现出超导性和长程磁性共存的$x=$ 0.19组合物，$T_c$的抑制快得多，并且指数$n$朝向$n$ = 2的脏极限降低。在该样品中，照射还抑制了结构/磁性转变的温度，$T_{sm}$，从103 K到98 K，与磁序的巡回性质一致。我们的研究结果表明，欠掺杂的组合物，特别是在共存制度是最容易受到非磁散射，并意味着在多频带Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$作为$_2$超导体，带间带内配对强度的比率，以及相关的间隙各向异性，增加后，从最佳掺杂的偏离。
Disorder Induced Effects on the Critical Current Density of Iron Pnictide BaFe_1.8 Co_0.2 As_2 single crystals
研究无序在超导体中的作用是表征基本超导性质以及评估材料潜在应用的重要组成部分。在大多数情况下，缺陷矩阵上的信息是穷人，使这样的研究困难，但这种情况可以通过引入缺陷，在一个可控的方式，如中子辐照提供改善。在这项工作中，我们分析了中子辐照对Ba（Fe $_{1-x}$ Co $_x$）$_2$ As $_2$单晶的影响。我们主要集中在磁性能，这是由磁强计测定。通过中子辐照引入无序导致对可逆和不可逆磁性的显著影响，例如转变温度、上临界场、各向异性和临界电流密度。通过与未辐照状态下的性质进行比较，对结果进行了详细讨论。
Local orthorhombicity in the magnetic $C_4$ phase of the hole-doped iron-arsenide superconductor Sr$_{1-x}$Na$_{x}$Fe$_2$As$_2$
我们报告了Sr $_{1-x}$ Na $_{x}$ Fe $_2$随温度变化的对分布函数测量结果。作为$_2$，一种铁基超导体系统，包含一个具有凹入四重对称性的磁相，称为磁$C_4$相。定量的改进表明，在$C_4$相的瞬时局部结构是由波动的正交区域的长度尺度为$\sim$ 2 nm，尽管平均静态结构的四重对称。此外，当地的正交波动存在于一个类似的长度尺度上的温度以及顺磁四相。这些结果突出了铁基超导体异常大的磁化率，并对磁$C_4$相和相邻的$C_2$和超导相具有重要意义。
Anomalous phonon redshift in K-doped BaFe2As2 iron pnictides
用红外光谱研究了K、Co和P掺杂对BaFe $_2$ As $_2$体系晶格动力学的影响。我们重点研究了BaFe $_2$ As $_2$中能量最高的面内红外激活Fe-As模$\sim$ 253 cm $^{-1}$处的声子。我们的研究表明，Co和P掺杂导致了声子频率的蓝移，这可以用掺杂引起的晶格参数的变化来简单解释。与此形成鲜明对比的是，在K掺杂的化合物中观察到相同模式的不寻常的红移，与上述解释不一致。在K掺杂的BaFe $_2$ As $_2$中的这种反常行为更可能与晶格振动和其他通道（例如电荷或自旋）之间的耦合有关。这种耦合的情况也支持的非对称线的形状和强度增长的声子在K掺杂的化合物。
No anomalous spin fluctuation in optimally doped and overdoped iron-based oxypnictide superconductors LaFeAsO$_{1-x}$F$_x$ probed by muon spin relaxation
在最佳掺杂和过掺杂超导体LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$中进行了零场和纵向场μ子自旋弛豫测量，以研究在较宽的温度和纵向场范围内的磁涨落.在μ子的时间窗（10 $^{-5}\sim$ 10 $^{-9}$ s）内，我们没有观察到磁涨落随温度变化的迹象.考虑到目前的结果和其他结果，即，通过中子散射观察到的自旋涨落、核磁共振和光电子能谱观察到的类赝能隙行为，表明不仅自旋涨落，而且费米表面具有几种不同轨道贡献的多带特征可能在LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$的超导配对机制中发挥重要作用。
Dissimilarities between the electronic structure of chemically doped and chemically pressurized iron pnictides from an angle-resolved photoemission spectroscopy study
Electrodynamics of electron doped iron-pnictide superconductors: Normal state properties
Ba（Fe $_{0.92}$ Co $_{0.08})_2$ As $_{2}$和Ba（Fe $_{0.95}$ Ni $_{0.05})_As$ _{2} $ single crystals have been investigated by reflectivity measurements in a wide frequency range. In the metallic state, the optical conductivity consists of a broad incoherent background and a narrow Drude-like component which determines the transport properties; only the latter contribution strongly depends on the composition and temperature. This subsystem reveals a $ T^2 $ behavior in the dc resistivity and scattering rate disclosing a hidden Fermi-liquid behavior in the 122 iron-pnictide family. An extended Dru…
S-wave Superconductivity in Optimally Doped SrTi$_{1-x}$Nb$_x$O$_3$ Unveiled by Electron Irradiation
本文报道了电子辐照SrTi $_{0.987}$ Nb $_{0.013}$ O $_3$单晶的电阻率和磁化率的测量研究。电子辐照引起的点状缺陷使剩余电阻率提高近3倍，但对超导临界温度（$T_c$）几乎没有影响。安德森定理的相关性为s波超导序参量的存在提供了有力的证据。较强的散射导致有效相干长度（$ξ$）的减小，并且推导出的干净极限相干长度（$ξ_0$）在BCS相干长度（$ξ_{BCS}$）附近。结合指向多个无节点间隙的热导率数据，当前的结果将最佳掺杂的SrTi $_{1-x}$ Nb $_x$ O $_3$确定为多频带s波超导体。
Electronic structure of ruthenium-doped iron chalcogenides
采用密度泛函理论（DFT），从第一性原理出发，研究了Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Se和Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Te体系的结构和电子性质.利用范数守恒赝势方法，得到了铁硫族化合物四元晶胞的晶格参数和硫族原子位置的合理值。铁硫族化合物的结构参数的实验数据和DFT计算结果之间的差异是众所周知的半核原子状态，这是冻结在这里使用的方法。这种方法产生有效的结果的电子结构的研究化合物。Ru基硫属化物表现出相同的拓扑结构的费米面（FS）的FeSe，不同的只是在微妙的FS嵌套功能。计算结果表明，RuSe和RuTe的基态为反铁磁，而固溶体Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Se和Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Te的基态分别为单条和双条反铁磁.然而，计算的稳定化能量值是每个系统的可比性。这些磁性排列之间的相变可能由硒化铁和碲化铁晶胞中硫属原子位置和晶格参数$a$的微小变化引起。由于铁硫族化合物的超导性是由单条纹磁相的自旋涨落介导的，因此Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Se和Ru $_x$ Fe $_{1-x}$ Te系统是新的铁基超导材料的良好候选者。
