本文报道了过掺杂Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_x$)$_2$ As $_2$(x=0.14)单晶中内禀超导参数对涡旋动力学的影响。我们发现超导临界温度为13.5 K,磁穿透深度$λ_{ab}$(0)= 660 $\pm$ 50 nm,相干长度$ξ_{ab}$(0)= 5 nm,和上临界场各向异性$γ_{T\rightarrow Tc}$ $\approx$ 3.7。事实上,Ginzburg-Landau模型可以解释这种各向异性三维超导体的角相关$H_{c2}$。与最佳掺杂的化合物相比,涡旋相图呈现出窄的集体蠕变制度。此外,我们没有发现沿c轴的相关钉扎的迹象。我们的研究结果表明,涡核缺陷尺寸比和$λ$起着重要的作用,在所产生的涡旋动力学的材料具有类似的内在的热波动。
英文摘要:
In this work we report the influence of intrinsic superconducting parameters on the vortex dynamics in an overdoped Ba(Fe$_{1-x}$Co$_x$)$_2$As$_2$ (x=0.14) single crystal. We find a superconducting critical temperature of 13.5 K, magnetic penetration depth $λ_{ab}$(0) = 660 $\pm$ 50 nm, coherence length $ξ_{ab}$(0) = 5 nm, and the upper critical field anisotropy $γ_{T\rightarrow Tc}$ $\approx$ 3.7. In fact, the Ginzburg-Landau model may explain the angular dependent $H_{c2}$ for this anisotropic three-dimensional superconductor. The vortex phase diagram, in comparison with the optimally doped compound, presents a narrow collective creep regime. In addition, we found no sign of correlated pinning along the c axis. Our results show that vortex core to defect size ratio and $λ$ play an important role in the resulting vortex dynamics in materials with similar intrinsic thermal fluctuations.
Negligible Normal Fluid in Superconducting State of Heavily Overdoped Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$ Detected by Ultra-Low Temperature Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
Disappearance of Superconductivity and a Concomitant Lifshitz Transition in Heavily-Overdoped Bi2Sr2CuO6 Superconductor Revealed by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
Wang-MacDonald d-wave vortex cores observed in heavily overdoped Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$
低磁场扫描隧道光谱的个别Abrikosov涡在重度过掺杂的Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$揭示了一个明确的d波电子结构的涡核,与零偏置电导峰分裂的涡中心,随着距离的增加,从核心。我们表明,以前报道的非常规电子结构,包括低能量棋盘电荷秩序的涡旋晕和零偏置电导峰的情况下,在涡旋中心,是直接的后果短涡间距离和随之而来的涡涡相互作用在早期的实验中盛行。
Incommensurate Antiferromagnetic Order in the Fe-substituted Bi-2201 Cuprate in the Heavily Overdoped Regime
Sophia University(上智大学);RIKEN Nishina Center(理化学研究所仁科中心);Institute for Materials Research, Tohoku University(东北大学材料科学研究所);ISIS Pulsed Neutron and Muon Source, STFC Rutherford Appleton Laboratory(STFC卢瑟福阿普顿实验室ISIS脉冲中子与μ子源);Neutron Scattering Division, Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室中子散射部);Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Department of Natural Sciences, Tokyo Denki University(东京电机大学自然科学系)
Bilayer Splitting in the Electronic Structure of Heavily Overdoped Bi2Sr2CaCu2O8+d
用角分辨光电子能谱研究了重掺杂Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$的电子结构.在正常态和超导态下都观察到了双层能带分裂,这与双层哈伯德模型的计算结果定性一致.正常态特征的最大双层能量分裂约为88 meV,而超导峰的最大双层能量分裂仅为20 meV。这种反常行为与准粒子图像是不一致的。
Consistent picture of the octet-nodal gap and its evolution with doping in heavily overdoped Ba$_{1-x}$K$_{x}$Fe$_{2}$As$_{2}$
基于自旋涨落机制研究了重掺杂Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$的对对称性.统一地解释了超导能隙的奇异八隅节点和最近实验观察到的带隙随掺杂的异常演化。由于费米能级接近于平带,我们证明了电子在费米面上的散射是导致自旋无公度涨落的主要原因,从而导致了费米面依赖的多能隙结构.此外,我们发现,$d$波配对状态将占上风的s波配对状态附近的Lifshitz转变点。
Magnetic-field-induced enhancement of the vortex pinning in the overdoped regime of La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ : Relation to the microscopic phase separation
为了研究过掺杂高$T_{\rm c}$铜氧化物超导态的不均匀性,我们测量了La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)单晶在过掺杂区的磁化率$χ$.对于$x$ = 0.198和0.219,发现$χ$在1T中的温度依赖性表现出平台,即在SC状态中,$χ$在中等温度范围内几乎与温度无关。此外,在这些晶体中明显地出现了磁化曲线中的所谓第二峰。这些结果表明,异常增强的涡旋钉扎,并强烈建议发生$microscopic$相分离到SC和正常状态的区域中过掺杂的高$T_{\rm c}$铜酸盐。
Theory of the Resistive Transition in Overdoped $Tl_2Ba_2CuO_{6+x}$: Implications for the angular dependence of the quasiparticle scattering rate in High-$T_c$ superconductors
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。
Persistence of vortexlike phase fluctuations in underdoped to heavily overdoped Bi-2201 cuprates
National High Magnetic Field Laboratory, Florida State University(美国国家高磁场实验室);Western Kentucky University(西肯塔基大学);Florida State University(佛罗里达州立大学);Tohoku University(东北大学)
Incommensurate spin fluctuations in hole-overdoped superconductor KFe2As2
重空穴过掺杂超导KFe $_2$ As $_2$的中子散射研究揭示了在[$π(1\pm2δ$),0]处定义良好的低能无公度自旋涨落,其中$δ$ = 0.16。该无公度结构不同于先前在低能量下在电子掺杂的$A$ Fe $_2$ As $_2$($A$ = Ba、Ca或Sr)中观察到的公度峰。峰分裂的方向垂直于在Fe(Te,Se)或Ba(Fe,Co)$_2$ As $_2$中观察到的方向。能带结构计算表明,带间散射周围的$Γ$和X点的起源,这个不相称的峰。峰分裂的垂直方向可以在多轨道能带结构的框架内理解。结果表明,空穴掺杂样品中的自旋涨落比电子掺杂样品中的自旋涨落更强,这可能是重空穴掺杂样品中出现超导电性的原因.
Hidden itinerant-spin phase in heavily-overdoped La2-xSrxCuO4 revealed by dilute Fe doping: A combined neutron scattering and angle-resolved photoemission study
75As NMR study of single crystals of the heavily overdoped pnictide superconductors Ba{1-x}KxFe2As2 (x = 0.7 and 1)
我们对两种高质量的过掺杂Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_2$ As $_2$(x=0.7和1.0)单晶进行了$^{75}$ As NMR研究。在正常状态下,我们发现自旋晶格弛豫($1/^{75}T_1$)从x=0.7到x=1.0的样品急剧增加。在KFe $_2$ As $_2$中,$1/^{75}T_1TK_n^2$的比率(其中$^{75}K_n$是奈特位移)随着温度降低而增加。这些结果表明,通常被当作简单费米液体的KFe $_2$ As $_2$中存在一种新的自旋涨落.在超导状态下,我们观察到一个阶梯状的功能在x=0.7样品的自旋晶格弛豫的温度依赖性,这支持一个两个间隙的超导低掺杂材料。然而,$1/^{75}T_1$在过掺杂样品中低于Tc的温度标度与在欠掺杂或最佳掺杂的样品中的温度标度显著不同。观察到了幂律标度行为$1/^{75}T_1T\sim T^{0.5}$,这表明在过掺杂空穴型超导体中普遍存在较强的低能激发。
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。
Probing superconducting order in overdoped Ca$_{x}$Y$_{1-x}$Ba$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$ by neutron diffraction measurements of the vortex lattice
本文用小角中子散射方法研究了Ca $_{0.04}$ Y $_{0.96}$ Ba $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$和Ca $_{0.15}$ Y $_{0.85}$ Ba $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$的磁涡旋晶格(VL),磁场强度分别为16.7 T和25 T.我们发现,一系列的涡旋晶格结构的转变已经转移到外地相对于那些未掺杂的化合物。我们认为这主要是由于掺杂引入的无序削弱了Cu-O链的一维超导电性。钙的空穴掺杂也有望改变费米速度,它降低了系统的上临界场。涡旋晶格的高场结构与最近在25 T磁场中对母体化合物的测量结果相似,这表明超导带隙的基本\textit{d}波性质不受钙掺杂的影响。这是由VL形状因子的温度依赖性所证实的,VL形状因子也显示出与在其他铜酸盐中观察到的相同的\textit{d}波行为。我们还发现泡利顺磁效应的VL形状因子的字段依赖的证据。
Magnetic torque study of the temperature dependent anisotropy parameter in overdoped superconducting single-crystal YBa_2Cu_3O_7
用SQUID和转矩磁强计研究了过掺杂YBa_2Cu_3O_7单晶在转变温度T_c附近(0.87 T_c < T < T_c)的各向异性参数随温度的变化。使用广泛使用的Kogan模型[Phys. Rev. B 38,7049(1988)]以及Hao和Clem的扩展模型[Phys. Rev. Lett. 67,2371(1991)],考虑到涡核对磁化的影响。两种方法产生类似的结果,其中面外各向异性参数约为6.5,其随着温度的降低而略微增加,并且温度无关的面内各向异性参数γ_ab}= 1.12(5)。
Site-selective $^{63}$Cu NMR study of the vortex cores of Tl$_{2}$Ba$_{2}$CuO$_{6+δ}$
本文报道了在$T_{c}$ = 85 K下对过掺杂TlPDMATHABMN Ba $_{2}$ CuO $_{6+δ}$的涡旋芯态的择位$^{63}$ Cu NMR研究。我们观察到一个相对较高的密度的低能量准粒子激发的涡核中的磁场为7.4847 T沿c轴,相比之下,YBa $_{2}$铜$_{3}$ O $_{7-δ}$。
Bulk Fermi surface and momentum density in heavily doped La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ using high resolution Compton scattering and positron annihilation spectroscopies
本文用康普顿散射法观察了La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$的过掺杂($x$ =0.3)单晶体费米面(FS)。根据测量的康普顿剖面进行的二维(2D)动量密度重建在沿[100]的第三布里渊区产生了清晰的FS特征。密度泛函理论(DFT)计算与动量密度实验之间的定量一致表明,费米液体物理恢复在过掺杂制度。特别是预测的FS拓扑被发现是在良好的符合相应的实验数据。我们发现测量的正电子湮没辐射(2D-ACAR)谱的二维角相关和基于DFT的计算之间类似的定量协议。然而,无论是在理论上还是在实验上,2D-ACAR都没有给出扩展动量空间中FS的清晰特征。
Zeeman Perturbed $^{63}$Cu Nuclear Quadrupole Resonance Study of the Vortex State of YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$
利用$^{63}$-Cu核四极共振(NQR)方法,研究了在低临界场$H_{c1}$附近,沿c轴96 mT的低磁场下,对偏高掺杂的高$T_c$超导体YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$($T_{c}\sim$ 92 K)的取向多晶样品的涡旋态.我们在$T_c$以下的Zeeman微扰$^{63}$ Cu NQR谱中观察到核自旋-晶格弛豫时间$^{63}T_1$的频率分布。1/$^{63}T_1$的特征行为,相对于温度和频率取最小值,表明反铁磁自旋涨落的多普勒频移准粒子能谱的内部和外部涡核的显着作用。