Magnetic Ordering in Blocking Layer and Highly Anisotropic Electronic Structure of High-Tc Iron-based Superconductor Sr2VFeAsO3: LDA+U Studies
用LDA+U方法计算了高Tc铁基超导体Sr_2VFeAsO_3的电子结构。我们假设在含钒的阻挡层上存在棋盘式反铁磁有序,钒的d轨道通过Hubbard U.与以往文献中的标准LDA的计算结果不同,我们的计算结果将LDA的阻挡层变为绝缘层,费米面变得与其他铁基超导体的费米面非常相似。此外,绝缘阻挡层的出现预示着准粒子输运的高各向异性和新型的本征约瑟夫森效应。
2010-04-27 cond-mat.supr-con
Lattice Disorder Effect on Magnetic Ordering of Iron Arsenides
本研究探讨砷化铁之奈米与介观结构特性对磁序化温度之影响。虽然量子材料中的磁性基态可以从已知的晶体结构和化学成分理论上预测,但由于这种局部晶格变化,排序温度很难精确定位。在这项工作中,我们惊讶地发现,局部无序的材料可以表现出显着更大的尼尔温度(TN)比完全相同的化学计量的有序材料。这里,通过合成发现作为砷化铁超导体的122母体的EuFe2As2晶体具有低于TN = 195 K(对于无序晶体)或TN = 175 K(对于有序晶体)的有序性。在较高TN晶体中,存在较短的平面Fe-Fe键[2.7692(2)A与2.7745(3)A]、随机的面内缺陷结构以及沿[00L]晶体学方向的漫散射,其表现为相当宽的比热峰。对于较低的TN晶体,a-晶格参数较大,并且面内微观结构显示沿反相边界的缺陷有序化,在施加压力时给出较大的TN和较高的超导温度(Tc)。第一性原理计算发现c轴应变与层间磁耦合之间存在强相互作用,而平面应变对磁序的影响很小。中子单晶衍射表明,低温磁相变由于本地化的Eu时刻是不晶格或无序敏感,不像高温Fe亚晶格有序。这项研究表明,更高的磁有序点所产生的局部无序122。
2019-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital-spin ordering in the striped antiferromagnetic state of iron-based superconductors
用LSDA+U方法研究了铁砷化物的磁性。除了一个高矩态外,我们发现正U还产生了两个低矩态,分别为m~0.4 $μ_{B}$和m~1.0 $μ_{B}$ .电子结构表明,低矩态起源于反铁磁Fe邻居之间的强轨道杂化。因此,FeAs_4四面体的几何形状对低磁矩态至关重要,这是理解LiFeAs中Tc的负压系数的关键。最后,我们的理论表明超导相是一个轨道自旋有序态,其中轨道自旋矩相互抵消。
2011-05-26 cond-mat.supr-con
Theory of itinerant magnetic excitations in the SDW phase of iron-based superconductors
我们认为,铁基超导体的SDW阶段的磁激发的显着的实验特征可以理解内的巡回模型。我们确定了一个最小的巡回模型,并使用多带RPA治疗的动态自旋磁化率。弱阻尼自旋波被发现附近的有序动量,它示出了它们如何溶解到粒子-空穴连续。我们发现,椭圆的电子带占的自旋波沿不同的结晶方向的各向异性和在动量共轭的有序的间隙。我们认为,我们的理论符合中子散射数据。
2010-02-10 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
Neutron diffraction on antiferromagnetic ordering in single-crystal BaFe2As2
中子衍射实验已经进行了Sn助熔剂生长的BaFe_2As_2单晶,母体化合物的A-122家庭的FeAs基高Tc超导体。在~90 K温度下,发现了四方相到正交相的结构相变和铁磁矩的三维长程反铁磁有序,其磁传播波矢k =(1,0,1)。铁的磁矩在低温斜方晶相(Fmmm,b<a<c)中沿长轴a排列。结果表明,BaFe_2As_2单晶的磁结构与其它A-122铁磷属化合物的磁结构相同。我们认为,在晶格中掺入锡是负责较小的正交分裂和较低的Neel温度T_N在实验中观察到的。
2008-12-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong Correlations and Magnetic Frustration in the High Tc Iron Pnictides
我们认为铁磷属元素化物在接近一个莫特绝缘体。超交换相互作用包含竞争的最近邻和次最近邻分量。在未掺杂的母体化合物中,这些受抑的相互作用导致两个子晶格共线反铁磁体(每个子晶格形成Neel有序),有序矩的大小减小。电子或空穴掺杂,连同挫折效应,抑制磁有序化,并允许超导状态。交换作用有利于d波超导序参量;在适合于Fe正方晶格的符号中,其轨道对称性是$d_{xy}$。一些现有的和未来的实验进行了讨论,在理论上的考虑。
2008-08-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ising and Spin orders in Iron-based Superconductors
受最近的中子散射实验的启发,我们研究了铁基超导体La(O_{1-x} F_x)FeAs中自旋的有序性,假设它们在相图中靠近莫特绝缘体。当x = 0时,母系统的基态是有序波矢Q =(0,π)或(π,0)的自旋密度波.当温度升高时,我们发现系统恢复SU(2)对称性,而伊辛对称性仍然被破坏,解释了实验观察到的单斜晶体结构的晶格畸变。当温度进一步升高时,自旋最终在第二次跃迁时无序。通过掺杂载流子驱动的相变类似地分裂成O(3)跃迁和在较大掺杂时z = 3的伊辛跃迁。
2008-11-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
KFe_2Se_2 is the parent compound of K-doped iron selenide superconductors
我们阐明了新发现的K掺杂硒化铁(KxFe 2-ySe 2-z)超导体中存在的争议。利用扫描隧道显微镜和光谱学研究了KxFe_(2-y)Se_(2-z)超导体的母体化合物KFe_2Se_2与PDMATHABMM_2 \times \surd 2的化学计量比。KFe_2Se_2中的超导电性是由Se空位或与反铁磁化合物K_2Fe_4Se_5相互作用引起的。在KxFe_(2-y)Se_(2-z)中共存在四个相:母体化合物KFe_2Se_2、具有PDMATHABMM_2 \times PDMATHABMM_5电荷有序的超导相KFe_2Se_2、具有Se空位的超导相KFe_2Se_(2-z)和具有PDMATHABMM_5 \times \surd \surd 5 Fe空位有序的绝缘相K_2Fe_4Se_5。在标准分子束外延条件下,相分离发生在介观尺度。
2012-04-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Block magnetism coupled with local distortion in the iron-based spin-ladder compound BaFe2Se3
通过磁化率、比热、电阻率和中子衍射测量研究了绝缘BaFe $_2$ Se $_3$的磁性。在形成短程磁关联后,在低于$T_{\rm N}\sim 255$ K时观察到长程有序。过渡被体属性所掩盖。磁矩($\parallel a$)被排列以形成Fe $_4$铁磁单元,并且每个Fe $_4$反铁磁性地堆叠。这种块状磁性是黑色金属材料磁性结构中的第三类。磁有序通过磁弹性耦合驱动异常大的畸变。
2012-02-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ordering of Interstitial Iron Atoms and Local Structural Distortion Induced by Iron Polycomplex in Fe1+yTe1-xSex as Seen via Transmission Electron Microscopy
本文利用像差校正STEM研究Fe1+yTe1-xSex中间隙铁原子的占位与有序化,发现Feint主要占据2c位点并在母体中形成q=2/5a+1/2c超结构及铁多聚体诱导的FeTe4四面体畸变,同时证明Se替代可有效抑制Feint浓度与有序化。
2024-10-04 cond-mat.mtrl-sci 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
The form and the origin of the orbital ordering in the electronic nematic phase of the Iron-based superconductors
通过对铁基超导体五带模型的群论分析,研究了铁基超导体电子自旋相的轨道有序形式。我们发现,轨道的顺序可以是任何一个轨道间的s波的形式或轨道内的d波的形式。通过与现有的ARPES测量结果的比较,发现122系统的轨道有序性主要由轨道内d波分量决定,而111系统的轨道有序性主要由轨道间s波分量决定。我们发现这两种形式的轨道序都与系统的自旋关联中的向列性有很强的纠缠。当轨道阶数提高了$(π,0)$和$(0,π)$有序模式之间的简并度时,磁有序相的凝聚能得到显著提高(提高了20倍以上).我们认为,在电子相的$\mathrm{X}=(π,0)$和$\mathrm{Y}=(0,π)$点周围的电子袋上的散射率和可能的赝能隙的大小应该有很大的差异。我们建议这是一个可能的起源,在电阻率测量观察到的向列性。
2014-02-21 cond-mat.supr-con
Charge-Stripe Order in a Parent Compound of Iron-based Superconductors
电荷有序是相关电子材料中最有趣和最广泛研究的现象之一,因为它对包括超导电性在内的电子输运性质有很强的影响。尽管它在相关系统中无处不在,但铁基超导体中电荷有序的发生仍然没有得到解决。在这里,我们使用扫描隧道显微镜揭示了长程电荷条纹秩序和高度各向异性的电子状态的分散在基态的化学计量比的FeTe,母体化合物的Fe(Te,Se,S)超导体家庭。在具有整数名义价的强关联电子系统(这里是Fe $^{2+}$)中形成电荷有序是出乎意料的,并且表明铁基超导体可能表现出比最初预期的更复杂的电荷动力学。我们发现,目前的观察可以归因于超越的局部库仑相互作用的作用,筛选不良的长程库仑相互作用,促进大洪德规则耦合。
2014-08-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic ordering in the absence of a structural distortion in Ba(Fe{1-x}Mn{x})2As2
低掺杂浓度(x <= 0.176)的Ba(Fe{1-x}Mn{x})2As 2的中子和X射线衍射研究表明,在临界掺杂浓度0.102 < x < 0.118时,四方相到正交相的转变突然消失,而传播矢量为(1/2 1/2 1)的磁有序仍然存在。在所有的铁砷化物中,这一观察结果是Mn掺杂所独有的,并且出乎意料,因为所有的“条纹状”反铁磁秩序模型都预期由于磁弹性效应而伴随的正交畸变。我们讨论了这些意见和它们的后果在以前的研究Ba(Fe{1-x}TM{x})2As 2化合物(TM =过渡金属),铁砷化合物的磁有序模型。
2010-11-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competition between commensurate and incommensurate magnetic ordering in Fe(1+y)Te
Fe_(1 +y)Te_(1-x)Sex化合物属于铁基高温超导体家族,其超导电性往往是通过掺杂反铁磁母体化合物实现的。与其他铁基超导体(反铁磁有序位于费米面嵌套波矢[1/2,1/2,1])不同,Fe_(1 +y)Te_(1-x)母体化合物Fe_(1 + y)Te_(1-x)处于不同的波矢[1/2,0,1/2]。此外,有序波矢量取决于y,过量铁占据间隙位点;这种行为的起源是有争议的。使用非弹性中子散射Fe 1.08 Te,我们发现在尼尔温度以上的无公度的磁波动,即使有序状态是双共线和相称的带隙自旋波。这种行为可以理解为公度有序和非公度有序之间的竞争,我们将其解释为由磁各向异性引起的锁定跃迁。
2012-04-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital differentiation and the role of orbital ordering in the magnetic state of Fe superconductors
我们分析了铁超导体五轨道模型的金属(π,0)反铁磁态。我们发现,随着相互作用的增加,系统不会从纯粹的巡回演变到纯粹的本地化制度平凡。相反,我们发现了一个在xy和yz之间有很强轨道差异的区域,它们是费米能级上的半满带隙态,而zx、3z^2-r^2和x^2-y^2是流动的。我们认为,yz和zx轨道之间的轨道排序出现的结果的相互作用的交换能在反铁磁x方向和动能获得的巡回轨道沿铁磁y方向的整体优势的动能增益。我们指出,铁超导体是接近的巡回和轨道分化制度之间的边界,它可能是有可能跨越这个边界掺杂。
2012-11-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Impact of local-moment fluctuations on the magnetic degeneracy of iron arsenide superconductors
我们调查的命运正交条纹型磁状态(有序矢量$\left(π,0\right)$ / $\left(0,π\right)$),观察到在大多数铁磷属元素化物超导体中,在局部磁矩的存在下,倾向于形成一个尼尔状态(有序矢量$\left(π,π\right)$)。我们发现,在长程Neel顺序集之前,传导电子之间的耦合和局部矩的波动有利于一个不寻常的磁状态,包括一个相干叠加的$\left(π,0\right)$和$\left(0,π\right)$订单,保持四重对称性。这种状态的磁化是不均匀的,并诱导同时棋盘电荷顺序。我们讨论了这种磁结构在电子光谱上的特征及其对超导态的影响,表明它与$s^{+-}$态共存的相空间小于条形态。我们的研究结果揭示了最近的实验观察$\mathrm{Ba(Fe_{1-x}Mn_{x})_{2}As_{2}}$化合物,其中尼尔型本地Mn时刻与Fe导电电子相互作用。
2014-04-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Energy scale of nematic ordering in the parent iron-based superconductor:BaFe2As2
向列性在铁基超导体物理中起着重要的作用。它的微观起源,特别是它对高温超导机制本身的重要性是高度争论的。在这方面的一个关键知识是电子有序影响这些材料的电子结构的程度。早期的角度分辨光电子能谱(ARPES)研究发现,在三个家族的IBS包括11,111和122化合物的效果是戏剧性的:能量分裂达到70 meV和费米面变得明显扭曲。然而,最近的实验报道,在11和111家庭显着较低的能量规模,从而质疑的程度和普遍性的影响向列性的电子结构的IBS。在这里,我们重新审视未掺杂的母体BaFe_2As_2(122族)的电子结构。我们系统的ARPES研究,包括详细的温度和光子能量依赖性,指出在这一系列材料中也存在显着较小的能量尺度,从而建立了IBS中这种现象的普遍尺度。我们的结果形成了必要的定量基础的高温超导理论的重点是向列性。
2018-11-07 cond-mat.supr-con
Is the nature of magnetic order in copper-oxides and in iron-pnictides different?
我们使用的第一性原理电子结构计算的结果和强耦合微扰的方法,连同一般的理论参数,来说明铜的氧化物和铁的pnictides之间的超交换相互作用的差异。我们表明,这两个磁基态可以理解在一个简单的方式在相同的理论基础。相反,新兴的观点认为,在铁磷属元素的磁秩序是巡回性质,我们认为,所观察到的磁矩是小的,因为挫折引入的Fe轨道的电子,因为他们竞争,以施加他们的首选磁秩序。
2009-02-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low magnetization and anisotropy in the antiferromagnetic state of undoped iron pnictides
我们用五带模型研究了铁磷属元素化物的磁相图。对于预期在铁磷属元素的相互作用的中间值,我们发现一个金属的低矩状态,其特征在于反平行轨道磁矩。轨道间跳跃振幅的各向异性是理解这种低矩态的关键。这种状态占未掺杂的铁pnictides测量的小磁化强度,并导致中子实验中发现的强交换各向异性。轨道排序是伴随着磁性,并产生大的zx轨道重量在伽马在光电发射实验中看到。
2010-06-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Imaging the coexistence of superconductivity and a charge density modulation in K0.73Fe1.67Se2 superconductor
本文报道了用扫描隧道显微镜研究铁硒化物超导体K_(0.73)Fe_(1.67)Se_2(TC = 32K)的局域结构和电子性质。在原子分辨的FeSe表面,我们观察到定义良好的超导能隙和微观共存的电荷密度调制与root2*root2周期性相对于原始的Se晶格。我们建议,一个可能的起源模式是电子超结构所造成的块反铁磁有序的铁时刻。没有观察到广泛预期的铁空位有序,表明它不是插层铁硒化物中超导性的必要成分。
2011-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonon Anomalies, Orbital-Ordering and Electronic Raman Scattering in iron-pnictide Ca(Fe0.97Co0.03)2As2: Temperature-dependent Raman Study
本文报道了Ca(Fe_(0.97)Co_(0.03))_2As_2在120-5200 cm ~(-1)宽光谱范围内的非弹性光散射研究,包括Tsm ~ 160 K时的四方晶系到正交晶系的结构转变和磁性转变。两个一阶喇曼模B1 g和Eg的模式频率,都涉及到Fe原子的位移,表现出急剧增加低于Tsm。与此同时,所有的一阶拉曼模式的线宽显示出异常展宽低于Tsm,归因于强自旋-声子耦合。在400-1200 cm-1之间观察到的高频模归因于涉及Fe 2 + d轨道的晶体场能级的电子拉曼散射。xz和yz d-轨道能级之间的分裂被示出为~ 25 meV,其随着温度降低而增加,低于Tsm。在~ 3200 cm-1处观察到的宽拉曼谱带被归属于巡游Fe 3d反铁磁体的双磁振子激发。
2014-06-23 cond-mat.supr-con
Evolution of the multiband RKKY interaction: Application to iron pnictides and chalcogenides
采用简化的四带费米面模型计算了铁磷属化物和硫属化物金属中的间接RKKY相互作用。我们研究了特定的多波段特征,并表明RKKY振荡出现了不同的长度尺度。对于局部矩的正则格点,在动量空间中定义了广义RKKY相互作用。我们认为它的动量在顺磁和自旋密度波(SDW)阶段的依赖性,讨论其可能的磁序类型的影响,并比较它从更现实的紧束缚型费米表面模型得到的结果。我们的发现可以为研究4f-铁基超导体的磁有序性提供重要线索。
2013-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Particle-Hole Transformation in Strongly-Doped Iron-Based Superconductors
在局域矩模型中,发现了一个精确的重电子掺杂FeSe单层的粒子-空穴转换。该模型在铁的d_xz和d_yz轨道之间的波数(pi,pi)处具有隐藏的磁序。它可能与最近在插层FeSe中发现的相同Neel有序矢量的磁共振有关。在电子掺杂时,局域矩模型成功地解释了实验观察到的电子袋费米表面的角落处的两个铁布里渊区的电子掺杂FeSe,以及各向同性的库珀对。应用粒子-空穴变换预测了在强空穴掺杂下的铁基超导体的表面层具有高的T_c,并且在两铁布里渊区的中心处显示空穴型费米表面口袋。
2019-03-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The layered iron arsenides Sr2CrO3FeAs and Ba2ScO3FeAs
采用高温固相反应法合成了层状铁砷化物Sr 2CrO 3FeAs和Ba 2ScO 3FeAs多晶样品,并用X射线粉末衍射法测定了它们的晶体结构。它们的晶体结构为四方晶系(P4/nmm; Sr_2CrO_3FeAs:a = 391.12(1)pm,c = 1579.05(3)pm; Ba_2ScO_3FeAs:a = 412.66(5)pm,c = 1680.0(2)pm,Z = 2),与Sr_2ScO_3CuS同型。砷化铁层夹在钙钛矿状氧化物块之间,间隔约1600 μ m,与1111砷化铁超导体相比要大得多。FeAs层内的键长和角度适应于氧化物块的空间要求。磁化率和电阻率的测量结果表明,在这两种化合物中没有SDW样异常的迹象。Sr 2CrO 3FeAs在160 K以上表现出Curie-Weiss顺磁性,其有效磁矩为3.83(3)μ B,与Cr 3+的理论值3.87 μ B非常一致。在TN ~ 31 K温度下,出现反铁磁有序. Sr 2CrO 3FeAs的57 Fe穆斯堡尔谱显示了一个单一的信号,由于铬原子的磁有序引起的小的转移超精细场的磁有序温度以下加宽。Ba_2ScO_3FeAs的~(57)Fe-Moessbauer谱在298、77和4.2K处显示出单一的信号,只受到弱的四极分裂。
2009-04-06 cond-mat.supr-con
A Generic Two-band Model for Unconventional Superconductivity and Spin-Density-Wave Order in Electron and Hole Doped Iron-Based Superconductors
基于新合成的铁基超导体的实验数据和相关的能带结构计算,我们提出了一个包含带间Hubbard相互作用的最小双带BCS型哈密顿量.我们说明,这种双带模型是能够捕捉到的非常规超导性和自旋密度波(SDW)在这个家庭的材料订购的基本特征。结果表明,在零掺杂和很小掺杂时,束缚电子-空穴对可以凝聚成SDW有序,而在有限小掺杂时出现超导有序,其对对称性定性分析为节d波。导出的解析公式不仅给出了电子和空穴掺杂的近似对称相图,而且可能能够解释现有的主要实验结果。此外,我们还推导了一般两带模型的两个重要关系式,并详细阐述了如何应用它们来确定带宽比和有效带间耦合强度的实验数据。
2008-04-12 cond-mat.supr-con
Kinetic Magnetism and Orbital Order in Iron Telluride
碲化铁(FeTe)是铁基高温超导体的近亲,具有特殊的磁有序和结构转变。在这里,我们探讨的想法,强相关性可能在这些材料中发挥重要作用。我们认为,在碲化铁中观察到的不寻常的订单可以理解从相关的本地时刻与轨道简并,再加上一个小密度的巡回电子的图片。结构转变的一个组成部分是由于轨道,而不是磁有序,引入了强烈的各向异性字符的系统沿对角线方向的铁晶格。双交换相互作用耦合的对角链导致观察到的有序波矢量。在这种情况下,过量铁的样品中的不相称顺序来自电子掺杂。在有序相的物理性质的强各向异性应该是可检测的单域中的传输。ARPES,非弹性中子散射和空穴/电子掺杂研究的预测。
2009-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electron doping of the iron-arsenide superconductor CeFeAsO controlled by hydrostatic pressure
在铁磷属元素化物材料CeFeAsO中,不仅Fe磁矩,而且Ce序的局部4f磁矩在低温下是反铁磁的。我们阐明了Ce在超导电性出现中的特殊作用。而施加压力抑制铁SDW有序温度单调高达4 GPa,Ce-4f磁性稳定,直到这两种类型的磁秩序突然消失和一个狭窄的SC圆顶的发展。随着压力的进一步增加,近藤晶格系统的电阻率特性变得越来越明显。这表明超导电性的出现与磁序的消失和Ce-4f矩的近藤屏蔽的开始有关。
2020-11-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Persistent detwinning of iron pnictides by small magnetic fields
我们对EuFe $_2$ As $_2$的综合研究表明,通过Eu $^{2+}$离子的间接磁弹耦合,与其他AFe $_2$ As $_2$(A = Ba,Sr,Ca)铁磷属元素化物相比,磁解孪晶场显著降低。我们发现,只有0.1 T是足够的持续退孪低于本地Eu $^{2+}$有序;以上$T_\text{Eu}$ = 19 K,更高的领域是必要的。即使在关闭磁场后,孪晶畴的显著不平衡仍然保持恒定,直到结构和电子相变(190 K)。这种持续的退孪晶为研究铁磷属元素化物的低温电子面内各向异性提供了独特的可能性,而无需施加任何破磁外力。
2014-08-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mössbauer study of the '11' iron-based superconductors parent compound Fe(1+x)Te
用~(57)Fe穆斯堡尔谱研究了超导母体化合物Fe(1+x)Te(x=0.06,0.10,0.14,0.18)在4.2K- 300 K温度范围内的行为。在4.2K时,观察到占据规则四面体位置的铁原子内的自旋密度波(SDW),其均方振幅的平方根随x的增加而在9.7 T和15.7 T之间变化。三个额外的磁谱分量出现由于间隙铁分布在Fe-Te层之间的可用网站。在4.2K下,过量铁的三个相应分量在约16 T、21 T和49 T处显示出超精细场。具有49 T的大磁场的分量表明在间隙位置存在具有大的局部磁矩的孤立铁原子。随着温度的升高,间隙铁的磁有序性随着SDW的减少而消失。
2012-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Iron based superconductors: magnetism, superconductivity and electronic structure
角分辨光电子能谱(ARPES)揭示了准二维晶体的电子结构特征,这些特征对自旋和电荷有序的形成至关重要,并决定了电子-电子相互作用机制,包括超导配对。新发现的铁基超导体(FeSC)承诺有趣的物理学,一方面源于超导性和磁性的共存,另一方面,来自复杂的多带电子结构。在这篇综述中,我想给一个简单的介绍FeSC物理,并主张一种观点,即所有的复杂性FeSC性能封装在其电子结构。对于许多化合物,这种结构是在许多ARPES实验中确定的,并且与能带结构计算的结果相当吻合。然而,存在的小差异可能有助于理解FeSC中的磁有序和超导配对的机制。
2012-09-01 cond-mat.supr-con
Magnetic order without tetragonal-symmetry-breaking in iron arsenides: microscopic mechanism and spin-wave spectrum
大多数铁基超导体都经历了向磁有序状态的转变,其特征是平行自旋的交错条纹。在有序矢量$(π,0)$或$(0,π)$的情况下,这种磁性状态破坏了系统的高温四重对称性,这通过晶格布拉格峰的分裂来表现。值得注意的是,最近在空穴掺杂的铁砷化物的实验报告了一个有序的状态,显示磁布拉格峰在$(π,0)$和$(0,π)$,但仍然是四重态。尽管与磁条配置不一致,但这种不寻常的磁相可以用双$\mathbf{Q}$磁结构来描述,该磁结构由有序矢量$(π,0)$和$(0,π)$的等权重叠加组成。在这里,我们表明,一个非共线的双$\mathbf{Q}$磁配置,被称为\emph{orthomagnetic},自然产生的巡游三带微观模型的铁pnictides。特别是,我们发现,从完美的嵌套和电子口袋之间的残余相互作用的强烈偏差有利于直磁条纹磁状态。利用一个有效的低能模型,我们还计算了正磁态的自旋波谱。与条纹态相反,存在三种Goldstone模式,表现在自旋-自旋关联函数的所有对角分量和一个非对角分量中。总的磁结构因子显示两个各向异性自旋波分支出现从$(π,0)$和$(0,π)$动量,在相反的情况下,域的条纹顺序,其中只有一个自旋波分支出现从每个动量。我们建议,这些独特的功能的正磁状态可以用来明确区分它从条纹状态通过中子散射实验,并讨论其存在的影响的性质的磁性的铁砷化物。
2015-01-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Sr$_2$VO$_3$FeAs: A Nanolayered Bimetallic Iron Pnictide Superconductor
在铁磷属元素化物超导体中,对于磁有序机制和非常规的序参量特征,统一的概念之一是近似嵌套的电子和空穴费米面。利用密度泛函方法对SrFe $_2$ P $_2$中的费米面进行了正确的预测,我们发现最近报道的超导SrPDMATHABMM VO $_3$ FeAs($T_c$ =37 K,磁性和超导电性之间没有明显的竞争)具有与以前的铁磷属元素化物不同的费米面几何形状和性质.中间层(V双层)产生穿过费米能级的能带。耦合到FeAs层是小的,除了沿区域边界的相互作用,但是,耦合退化的费米面嵌套。Sr $_2$ VO $_3$ FeAs,其开放的壳层原子的交替层,值得进一步仔细研究,这将有助于理解铁磷属化合物的性质的起源。
2010-04-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
57-Fe Mossbauer study of magnetic ordering in superconducting K_0.85Fe_1.83Se_2.09 single crystals
本文用~(57)Fe穆斯堡尔谱研究了K_(0.85)Fe_(1.83)Se_(2.09)超导单晶在10 ~ 550 K之间的磁有序。尽管在T_(sc)~ 30 K以下是超导的,但在远低于T_(sc)到其Néel温度T_N = 532 +/-2K之间,铁亚晶格K_0.85Fe_(1.83)Se_(2.09)明显地表现出磁序。铁矩垂直于单晶片排列,即平行于晶体c轴。的顺序崩溃迅速高于500 K和伴随的顺磁成分的增长表明,磁过渡可能是一阶的,这可以解释不寻常的温度依赖性在最近的中子衍射研究报告。
2011-03-01 cond-mat.supr-con
Impairment of double exchange mechanism in electron transport of iron pnictides
双交换机制被认为是有利于沿铁磁方向的输运,这在解释铁磷属元素化物异常的电阻率各向异性的失败进行了研究。铁pnictides运输的微观机制固有的几个因素进行了识别和分析,包括适度的Hund耦合,低本地的时刻,并存在两个各向异性的简并轨道xz和yz。特别是,大量的第二个邻居跳被发现是决定性的,在给结果相反的双交换图片。在高温超导相,轨道有序显示出正确的电阻率各向异性的趋势,实验观察到的,主张它的电子输运的铁磷属元素化物的重要作用。
2011-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Iron pnictides as a new setting for quantum criticality
凝聚态物理学的两个主要主题是量子临界现象和非常规超导性。这些通常发生在强关联电子系统中竞争相互作用的背景下。所有这些有趣的物理学都集中在最近发现的铁磷属元素化合物的行为中,这些化合物由于其适度的高温超导性而引起了人们的极大兴趣。反铁磁有序在它们的相图中无处不在,这自然提出了磁量子临界性的相关性问题,但答案在理论和实验上都还不确定。在这里,我们表明,未掺杂的铁pnictides功能的一种新型的磁量子临界点,这是由于电子本地化和巡回之间的竞争。我们的理论提供了一个机制,以了解实验观察到的未掺杂的铁磷属元素的有序矩之间的变化。我们建议P取代作为在未掺杂的铁pnictides作为一种手段来访问这个新的例子中的磁量子临界在一个未掩蔽的方式。我们的研究结果指出,铁pnictides作为一个急需的新的量子临界设置,一个提供了一套新的控制参数。
2009-02-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Conductivity anisotropy in the antiferromagnetic state of iron pnictides
最近的铁磷属元素的实验发现了一个大的面内电阻率各向异性与一个令人惊讶的结果:该系统在反铁磁x方向比在铁磁y方向更好地进行。我们通过计算未掺杂磷属元素的五带模型的平均场Q=(π,0)磁相图的x和y方向的Drude权重之比Dx/Dy来解决这个问题。我们发现,对于不同的相互作用参数,Dx/Dy的范围在0.3 <Dx/Dy < 1.4之间。轨道排序的大值有利于各向异性相反的实验发现。另一方面,D_x/D_y强烈依赖于重构费米面的拓扑和形态。我们的研究结果反对轨道排序的起源所观察到的电导率各向异性,这可能是由于费米速度的各向异性。
2010-09-22 cond-mat.supr-con
Orbital Resonance Mode in Superconducting Iron Pnictides
我们发现,在费米面上有无节能隙的超导态中,与$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道中的铁轨道序相关的涨落可以产生尖锐的共振模.这种轨道共振模式出现在粒子-空穴连续体之下,类似于在各种非常规超导体中发现的磁共振模式。如果配对对称性是$s_{\pm}$,轨道排序和d-波次优势配对通道之间的动力学耦合是对称的。因此,共振模式的性质取决于这两个通道中波动的相对强度,这对于不同的铁基超导体家族可能会有很大的不同。我们的理论的应用,最近观察到的一个新的$δ$ -功能在B $_{1g}$拉曼光谱的Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$作为$_2$峰进行了讨论。
2013-09-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Possible Nematic Order Driven by Magnetic Fluctuations in Iron Pnictides
本文研究了铁磷属化物中各向同性金属相的不稳定性。在模型中的相关四次费米子相互作用项确定使用相空间参数。使用功能积分形式主义,一个Hubbard-Stratonovich变换被用来解耦这些四次项。这个过程引入了几个玻色子场,描述了系统的低能量集体模式。通过研究这些集体模的行为,发现在磁涨落驱动的各向同性相的前向散射通道中可能存在不稳定性。利用平均场分析,我们得到了一个静态的、均匀的基态。这种基态是金属的,但是电子费米口袋在动量空间中的不同口袋处不均匀地扭曲。这导致了一个理想的有序化,它打破了晶格C4对称性,但保留了平移对称性,并可以解释几个实验观察。
2013-04-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin excitation anisotropy as a probe of orbital ordering in the paramagnetic tetragonal phase of superconducting BaFe1.904Ni0.096As2
我们使用极化中子散射表明,在电子掺杂的超导BaFe1.904Ni0.096As2(Tc=19.8 K)的面内自旋激发的变化从各向同性到各向异性的反铁磁(AF)有序和四方正交晶格畸变温度(Tn=Ts=33 K)以上的四方相没有单轴压力。虽然各向异性自旋激发对AF阶和四方到正交晶格畸变不敏感,但超导性引起沿[1,1,0]和[1,-1,0]方向的自旋激发的进一步各向异性。这些结果表明,自旋激发各向异性是铁磷属化合物四方相电子各向异性或轨道有序性的探针。
2013-08-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Novel Large Moment Antiferromagnetic Order in K0.8Fe1.6Se2 Superconductor
铜氧化物高温超导体的发现激发了人们在磁性材料中寻找非常规超导体的灵感。一个成功的方法是通过掺杂或高压来抑制磁性母体化合物中的长程序,以将材料推向量子临界点,这在最近发现的铁基高TC超导体中得到了复制。在所有先前建立的例子中,与超导性共存的长程磁序要么具有小的磁矩,要么具有低的有序温度。在这里,我们报告一个例外,这一规则在最近发现的硒化钾铁。超导成分确定为铁空位有序的K0.8Fe1.6Se2,Tc高于30 K。一种新的大磁矩3.31 μB/Fe反铁磁有序结构,具有体超导体中前所未有的高有序化温度TN = 559 K。这一结果将为进一步研究强自旋交换场中的超导性提供新的思路。
2011-02-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct observation of spin-orbit coupling in iron-based superconductors
自旋-轨道耦合(SOC)是固体中的一种基本相互作用,它可以诱导出从拓扑非平凡绝缘态到超导体中的非常规配对等一系列不寻常的物理性质。在铁基超导体(IBS)中,它的作用到目前为止被认为是微不足道的,基于自旋或轨道涨落配对的模型是该领域最先进的。使用角分辨光电子能谱,我们直接观察到一个相当大的自旋轨道分裂在所有主要家庭的IBS。我们证明了它对低能电子结构和费米表面拓扑细节的影响要比可能的有序性强得多。有趣的是,最大的配对间隙总是由SOC诱导的费米表面支持。
2015-03-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbitally and Magnetically Induced Anisotropy in Iron-based Superconductors
铁磷属元素化合物的最新实验进展明确地表明,在没有长程磁序的情况下,存在面内电子各向异性。这种各向异性可以由轨道排序引起,轨道排序通过两个另外简并的$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道之间的能量分裂来描述。通过将这种唯象的轨道序包含到五轨道哈伯德模型中,我们得到了磁序自洽确定的平均场解。尽管敏感性的输入参数的状态,我们发现,一个弱的轨道顺序,将$d_{yz}$轨道略高于$d_{xz}$轨道的能量,结合中间现场相互作用,产生带色散与光电结果是兼容的。在此制度下,条纹反铁磁秩序进一步稳定和电阻率显示所观察到的各向异性。我们还计算了光学电导率,并表明它同意实验上看到的各向异性的温度演化。
2011-11-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interference Effect of Beam Splitter Current in Iron-Pnictide Superconductors
本文研究了铁磷族化合物超导体的库珀对分束器,计算了电子-空穴纠缠电流。我们研究了各种物理参数的相互作用,如掺杂在电子和空穴袋以及非零嵌套之间的电子和空穴袋。我们发现,在没有磁序的情况下,空穴袋和电子袋产生的电流通常相加。然而,在磁有序的存在下,两个电流参与特征干涉效应,从而显著地改变合成电流。这种干涉效应表现在分束器电流的非单调性和振荡性。我们详细研究了这种非单调性与化学势以及嵌套矢量$|\bf q|$。我们还研究了态密度随系统参数的演化,并将其与分束器电流相关联。此外,我们列举了相关的参数空间,这样的分束器设置的效率提高。我们的发现对于铁磷族化合物超导体中共存相的实验测定和验证是有用的,并且在实现量子门或开关方面具有潜在的应用价值。
2023-01-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic-crystallographic phase diagram of superconducting parent compound Fe$_{1+x}$Te
通过中子衍射实验,包括自旋极化测量,我们在超导母体化合物Fe $_{1+x}$ Te中发现了基温下传播矢量为$ \mathbf k = $($0.4481(4) \, \,0 \, \, \frac1 2$)的共线无公度自旋密度波。间隙铁的临界浓度对应于$x \approx 12%$,并导致基础温度下的结晶相分离。自旋密度波是短程有序的,相关长度为22(3)nm,随着接近有序温度,其传播矢量在H方向上线性减小,并变为长程有序。在进一步填充的间隙铁网站,自旋密度波让位于一个不相称的螺旋有序与传播矢量$ \mathbf k =$($0.3855(2) \, \,0 \, \, \frac1 2$)在基础温度。对于一个样品与$x \approx 9(1) %$,我们也发现了一个无公度的自旋密度波,竞争的双共线公度有序接近内尔点。在几个样品中观察到的竞争磁性排序之间的光谱重量的移动是支持相分离的电子性质的证据,因此导致晶体相分离的临界间隙铁浓度为12%左右。利用粉末和单晶样品的结果,我们建立了$ 5% < x <17%$的Fe $_{1+x}$ Te的磁晶相图
2011-05-10 cond-mat.supr-con
Chalcogen-height dependent magnetic interactions and magnetic order switching in FeSe$_x$Te$_{1-x}$
采用密度泛函方法研究了铁硫系超导材料的磁性。我们发现磁相的稳定性对硫属物种离Fe平面的高度非常敏感:当具有优化的Te高度的FeTe具有双条型$(π,π)$磁有序时,当Te高度降低到临界值以下时,硒掺杂。这种行为被理解为相反的超交换相互作用和巡回电子介导的较长范围的磁相互作用的Te高度依赖性。我们还证明了一个线性的温度依赖性的宏观磁化率在单条纹相在双条纹相的一个恒定的行为相反。我们的发现为理解FeSe、$_x$、Te $_{1-x}$和铁磷属元素化物超导体的磁性提供了一个全面统一的观点。
2009-09-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferro-Orbital Order and Strong Magnetic Anisotropy in the Parent Compounds of Iron-Pnictide Superconductors
通过对典型母体化合物LaOFeAs的第一性原理Wannier函数分析,研究了铁磷属元素化物的磁性和晶格相变的令人困惑的本质。一种罕见的铁轨道有序被发现引起最近观察到的高度各向异性的磁耦合,并驱动相变-而不诉诸广泛采用的挫折或嵌套图片。额外的轨道物理的必要性导致了相关的电子结构从根本上不同于铜酸盐。特别是,强耦合的磁振子主张积极的作用轻轨道的自旋动力学和电子配对的铁pnictides。
2009-12-08 cond-mat.supr-con
Correlation effects in the iron pnictides
关于铁磷族元素的核心问题之一是它们的电子强相关的程度。在这里,我们解决这个问题,通过现象学的电荷传输和动力学,单电子激发光谱,磁有序和动力学。我们概述的证据表明,母体化合物,而金属,具有足够强的电子相互作用,产生初期莫特物理。换句话说,就电子关联的强度与动能相比而言,铁磷属元素化物更接近于位于巡回和本地化之间的边界处的中间耦合系统,例如V2O3或Se掺杂的NiS2,而不是简单的反铁磁金属如Cr。这种水平的电子相关性产生了一个新的小参数控制的理论分析,即分数的单电子光谱的重量,位于激发光谱的相干部分。利用这个展开参数,我们构造了有效的低能哈密顿量,并讨论了它对磁序和磁量子临界性的影响。最后,这种方法锐化了这种金属系统的磁阻挫的概念,并带来了载流子掺杂铁磷属化物的多带矩阵t-J1-J2模型。
2009-05-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin reorientation in TlFe1.6Se2 with complete vacancy ordering
用单晶中子衍射、核前向散射和透射电镜研究了TlFe_(1.6)Se_2中空位有序性与磁性的关系。化学和结构均质晶体的检查允许真实的基态被揭示,其特征在于Fe力矩位于ab平面低于100 K。这与包含有序和无序区域的晶体形成鲜明对比,其中观察到c轴和ab平面取向之间的竞争。因此,部分无序的TlFe1.6Se2的性质不仅仅与有序或无序区域相关。这与相分离导致插层铁硒化物的独立物理性质的观点形成对比,表明有序和无序区域之间的耦合可能在超导类似物中发挥重要作用。
2012-09-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical Quadrupole Fluctuations and Collective Modes in Iron Pnictide Superconductors
铁pnictides的多频带性质引起了丰富的温度掺杂相图的竞争订单和过多的集体现象。在低掺杂下,四方晶系到正交晶系的结构转变紧随其后的是自旋密度波转变,两者都非常接近超导相。一个关键的问题是高$T_c$超导性的本质及其与轨道有序和磁性的关系。本文利用偏振分辨拉曼光谱研究了NaFe $_{1-x}$ Co $_{x}$ As超导体。拉曼极化率显示在整个相图中的非对称电荷波动的临界增强,这是在温度$θ(\mbox{x})$下$d$波Pomeranchuk不稳定性的前体。的电荷波动解释在四极轨道间的激发,其中的电子和空穴费米面呼吸的相位。在$T_c$以下,临界涨落获得相干性,并经历一种变形,成为一种相干的、具有非凡强度的inap模式。
2016-01-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Iron Based Superconductors: Pnictides versus Chalcogenides
本文对铁的磷属化物和硫属化物的高温超导性的研究现状作了简要的评述。A_ xFe_{2-x/2} Se_2(A=K,Cs,Tl,.)中T_c > 30 K超导电性的新发现代表了铁基高温超导体物理新概念发展的重大新步骤。我们比较了LDA和ARPES数据的能带结构和费米面的新的超导体和以前研究的FeAs超导体,特别是同构122 -超导体,如BaFe_2As_2。新超导体的电子结构似乎与FeAs ~(122)系统的电子结构有很大的不同。特别是,没有观察到电子和空穴类费米表面的嵌套特性,对这些系统的库珀配对的最流行的理论方案产生了怀疑。Fe空位有序化和反铁磁有序化的发现,使这些体系在很高的温度下(T_N> 500 K),大大超过超导T_c,成为迄今为止所观察到的最高T_N的反铁磁超导体。我们讨论了空位和AFM有序在能带结构和费米面转变中的作用,以及它们对超导电性的重要性。特别是,我们表明,系统仍然是金属与展开费米面非常类似的顺磁状态。本文在多带体系超导性的一般图景中讨论了新超导体的超导转变温度T_c。结果表明,在FeAs超导体和新的FeSe超导体中,T_c值与费米能级上的总态密度(DOS)值有关。
2011-06-19 cond-mat.supr-con
Effect of nematic ordering on electronic structure of FeSe
电子驱动的超有序常被认为是高温超导的重要组成部分。它在铁基超导体中的难以捉摸的性质导致了一场争论,不仅是关于它的起源,而且关于它对电子结构的影响程度,即使是在最简单的代表性材料FeSe中。在这里,我们利用角分辨光电子能谱和密度泛函理论计算研究的影响,电子结构的FeSe和确定其准确的能量和动量尺度的电子结构。我们的研究结果强烈表明,在FeSe的向列性是电子驱动的,我们解决了最近的争议,并提供了必要的定量实验基础,成功的理论,在铁基材料的超导性,同时考虑到,自旋轨道相互作用和电子向列性。
2016-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
New Phase Induced by Pressure in the Iron-Arsenide Superconductor K-Ba122
在2.6GPa的外加压力下测量了四个欠掺杂样品(x = 0.16,0.18,0.19和0.21)的铁砷化物超导体Ba_(1-x)K_xFe_2As_2的电阻率ρ。反铁磁有序化温度T_N随压力线性下降,在ρ(T)中有明显的反常现象。在压力高于约1.0 GPa时,在较低的温度T_0处检测到第二个急剧异常,温度T_0随压力升高。我们将这第二个异常归因于一个阶段的开始,该阶段导致费米面的重建。这个新相随着x的增加而膨胀,它与超导性竞争。我们讨论了第二个自旋密度波在T_0处有序化的可能性,其Q矢量不同于在T_N处开始的自旋密度波。
2012-10-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con