Evidence for Unconventional Superconductivity in Arsenic-Free Iron-Based Superconductor FeSe : A ^77Se-NMR Study
本文报道了具有与LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$超导体相似的晶体结构的$α$的核磁共振(NMR)结果.核自旋晶格弛豫速率$1/T_1$在超导转变温度$T_c$以下表现出$T^3$行为,没有相干峰。在高于$T_c$的宽温度范围内,可以看到指示费米液态的$T_1T=$恒定行为。$α$ -FeSe的超导电性与LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$及相关材料一样,也是一种非常规的超导电性. FeAs层对非常规超导性的发生不是必需的。
2008-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Why Does Undoped FeSe Become A High Tc Superconductor Under Pressure?
与铁砷化物高温超导体的母相不同,未掺杂的FeSe不是磁有序的,并且在Tc~ 9 K处表现出超导电性。同样令人惊讶的是,施加的压力显着提高了适度的Tc ~ 37 K。我们利用77 Se核磁共振技术研究了FeSe的电子性质,以寻找超导机制的关键。我们证明了FeSe的电子性质与电子掺杂的FeAs超导体的电子性质非常相似,并且在Tc附近反铁磁自旋涨落强烈增强。此外,施加的压力增强自旋波动。我们的研究结果表明自旋涨落和FeSe的超导机制之间的联系。
2009-04-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
What really happens in strongly correlated superconductors: Insights from a quantum Monte-Carlo study of high temperature superconductivity in FeSe films
这是一个“视角”的灵感来自即将发表的文章,“是什么让单层FeSe在SrTiO上的$T_c$如此之高:一个无符号问题的量子蒙特卡罗研究”,由Z-X。Li,F. Wang,H. Yao和D-H.李,arXiv:1512.06179。
2016-05-14 cond-mat.str-el 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
Simultaneous emergence of superconductivity, inter-pocket scattering and nematic fluctuation in potassium-coated FeSe superconductor
超导性起源于电子配对。因此,费米面上的配对沟道和配对胶是理解超导体的两个关键问题。最近,在电子掺杂的FeSe超导体中发现了超过40 K的高温超导性,包括K $_x$ Fe $_{2-y}$ Se $_2$、Li $_{0.8}$ Fe $_{0.2}$ OHFeSe和单层FeSe薄膜。然而,它们的配对机制仍然存在争议。本文研究了包钾FeSe单晶电子结构的系统演化。通过在样品表面上原位蒸发钾来精确控制掺杂水平。我们发现当费米面的Lifshitz跃迁使两个电子袋之间的袋间散射打开时,超导性就出现了。在相同的掺杂浓度下,电子有序度显著降低,在较宽的掺杂范围内,电子有序度仍有较大的涨落。我们的研究结果表明,在电子掺杂的FeSe超导体的超导电性,袋间散射,和涨落之间的潜在的相关性。
2015-12-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of localized and itinerant magnetism in intercalated iron-selenide (Li,Fe)OHFeSe
从理论上研究了一种新的磁性层间化合物(Li 0.8Fe 0.2)OHFeSe的电子结构和磁性。电子结构计算表明,(Li,Fe)OH嵌入层中的Fe处于+2价态,即FeSe层中存在电子掺杂,导致γ附近的费米面(FS)口袋收缩,并对M处的动态自旋磁化率产生强烈的抑制. FeSe层的基态为条状反铁磁(SAFM)金属,而(Li,Fe)OH层显示出非常弱的局域磁性,FeSe层与嵌入的(Li,Fe)OH层之间存在层间铁磁(FM)耦合.此外,(Li,Fe)OH不仅仅是一个阻挡层,它负责通过层间磁耦合增强FeSe层中的反铁磁(AFM)相关性。我们提出,磁性间隔层引入了一个调谐机制的自旋涨落与铁基超导体的超导性。
2017-02-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Incommensurate smectic phase in close proximity to the high-Tc superconductor FeSe/SrTiO3
在SrTiO 3上生长的单层FeSe中,超导电性显著增强,但多层膜中的向列性强度大。然而,单层中的高转变温度超导性和多层FeSe膜中的相关向列性之间的联系还没有很好地理解。在这里,我们使用低温扫描隧道显微镜来研究少层FeSe薄膜生长的分子束外延。我们观察到一个不相称的长程近晶相,这只出现在双层FeSe薄膜。近晶有序仍然局部存在,并随着膜厚的增加逐渐消失,而它突然消失在单层FeSe,表明一个突然的近晶相变。表面碱金属掺杂可以抑制双层FeSe中的近晶相并诱导高Tc超导。我们的观察提供的证据表明,单层FeSe是在近晶相附近,其超导电性很可能是由这种电子不稳定性以及增强。
2021-04-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Metamorphoses of electronic structure of FeSe-based superconductors (Review article)
FeSe是最简单的铁基超导体(Fe-SC),其电子结构隐藏了在压力下或在单层膜中实现Tc急剧增加的潜力。这也是向列性的系统,一个强烈的电流感兴趣的现象,是最容易研究的,因为它不伴随着反铁磁过渡像在所有其他Fe-SC的。在这里,我们综述了最近的实验数据的FeSe基超导体的电子结构:掺杂的晶体,插层,和单层膜,试图澄清其拓扑结构和这种拓扑结构的超导性的可能关系。我们认为,实验和计算的能带结构的所有FeSe化合物之间的显着差异可以描述的希望选择性重整化模型的自旋/轨道相关状态,可以自然地解释两个演化的能带结构与温度和向列性。
2016-08-28 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
Probing the direct factor for superconductivity in FeSe-Based Superconductors by Raman Scattering
FeSe基超导体在各种材料和物理条件下表现出宽范围的临界温度Tc,但迄今为止的广泛研究尚未产生关于潜在机制的共识。在这里,我们报告了与原始FeSe相比,插层FeSe超导体Lix(NH3)yFe 2Se 2和(Li,Fe)OHFeSe的系统拉曼散射工作。这三种晶体的声子谱线宽度都呈现出反常的幂律温度依赖性,偏离了标准的非谐行为。这种有趣的现象是由于电子相关增强的电子-声子耦合效应,证明了A1 g拉曼模式的演变。与此同时,B1 g模式的分析,探测出的面外振动的Fe,揭示了以前建议的结构参数的影响,而不是联合态密度在确定Tc的关键作用。这些发现确定载体掺杂的直接因素驱动和调制的FeSe基化合物的超导性。
2019-11-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of the additional Se layer on the electronic structure of iron-based superconductor FeSe/SrTiO$_3$
我们用密度泛函理论研究了在SrTiO $_3$衬底上沉积的单层FeSe的结构和能带结构。SrTiO $_3$的顶部由具有和不具有氧空位的双TiO层形成。几种结构与不同的安排以上的双TiO层的附加Se原子被认为是。找到了平衡结构,并得到了它们的能带结构。在布里渊区的$Γ=(0,0,0)$点附近,空穴费米表面口袋持续存在,此外,电子口袋出现。因此,附加Se层的存在和双TiO层中的氧空位都不会导致空穴带下沉到$Γ$点附近的费米能级以下。讨论了考虑强电子相关性的必要性。
2019-07-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle dynamics and phonon softening in FeSe superconductors
双色瞬态反射率(ΔR/R)测量揭示的FeSe单晶准粒子动力学为铁基超导体提供了前所未有的信息。ΔR/R中快分量的振幅清楚地表明了自旋涨落与超导性之间的竞争关系。与输运测量一起,弛豫时间分析进一步显示了在90 K和230 K的反常变化。前者表现出结构相变以及相关的声子软化。后者暗示了FeSe中先前被忽视的相变或交叉。电子-声子耦合常数λ为0.16,与理论计算值一致。如此小的λ证明了FeSe中超导性的非常规起源。
2012-06-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic and magnetic properties of orthorhombic iron selenide (FeSe)
斜方晶系硒化铁(FeSe)中的铁轨道可以产生极性(宇称奇数)的电荷状多极。所讨论的轨道包括Fe(3d)、Fe(4p)和参与输运性质和成键的p型配体。极性多极子可能有助于弱的,空间群禁止布拉格斑点的衍射图案与X射线的能量调谐到Fe原子共振(邓普顿和邓普顿散射)。与其他已知的铁基超导体不同,常规的轴向磁偶极子的有序化不伴随FeSe中的四方-正交结构相变。我们开始了一个新的调查线的正交FeSe的这个令人费解的属性,使用一个隐藏的磁性秩序,属于m'm '磁性晶体类。它集中体现在铁磁性和轴向磁偶极子的缺失,以及磁单极子和磁电四极子的出现。类似的磁序出现在铜氧化物超导体YBCO和Hg 1201中,在那里它被克尔效应和极化中子揭示的布拉格衍射图案所揭示。PACS编号75.25 J
2016-01-24 cond-mat.str-el
Magnetic ground state of FeSe
阐明高温超导体的磁性本质是建立其配对机制的关键。铜氧化物和铁磷属元素化物超导体的母体化合物分别表现出Néel和条纹磁序。然而,结构最简单的铁基超导体FeSe在母相中显示出有序(Ts = 90 K),而不是磁有序,并且其磁基态是激烈争论的。在这里,我们报告的非弹性中子散射实验,揭示了在110 K的宽能量范围内的条纹和Néel自旋波动。在进入自旋涨落阶段时,大量的光谱权重从Néel转移到条纹自旋涨落。此外,FeSe的总波动磁矩比铁磷属元素化物BaFe 2As 2中的大~ 60%。我们的研究结果表明,FeSe是一种新的S = 1的量子无序的顺磁体Néel和条纹磁不稳定性之间的插值。
2016-07-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum vortex core and missing pseudogap in the multi-band BCS-BEC-crossover superconductor FeSe
FeSe被认为是Bardeen-Cooper-Schrieffer Bose-Einstein-condensation crossover regime中的超导体,其中超导能隙尺寸和超导转变温度Tc与费米能相当。在这种情况下,涡旋束缚态应该很好地量子化,并且在Tc以上的预制对可以在准粒子激发谱中产生赝能隙。我们进行了光谱成像扫描隧道显微镜来寻找这些功能。我们在涡旋附近发现了类似Friedel的振荡,这表明了量子化能级,而没有检测到赝能隙。这些明显相互矛盾的观察结果可能与FeSe的多波段性质有关。
2019-01-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Editorial on Research Topic: High-Tc Superconductivity in Electron-Doped Iron Selenide and Related Compounds
在这篇社论中,我们首先简要介绍了铁硒化物超导电性领域,无论是在体FeSe的情况下,其特征在于超导性和超有序共存,并在电子掺杂的FeSe的情况下,其特征在于高温超导性。接下来,我们将回顾对物理学前沿研究课题“电子掺杂硒化铁及相关化合物的高温超导性”的8项贡献。
2022-05-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonance states near a quantum magnetic impurity in single-layer FeSe superconductors with $d$-wave symmetry
在这项工作中,我们研究了单层FeSe超导体中磁性杂质附近的局域态密度。参考文献[{\emph{Phys. Rev. Lett.} \textbf{119},267001(2017)}]中提出的具有自旋-轨道耦合的双轨道模型用于描述FeSe超导体。在强耦合区,LDOS谱函数中出现两个杂质共振峰,其共振能量相反。在强自旋轨道耦合下,该模型中的超导带隙是$d$波对称的,两个共振能量处的LDOS空间分布是四重对称的,表现出典型的$d$波配对特征.当自旋-轨道耦合不足以关闭超导能隙时,我们发现其中一个共振能处的LDOS空间分布表现出$s$波对称性,而配对势保持$d$波对称性.这一结果与以前的实验研究是一致的。
2018-04-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Reconstruction of Band Structure Induced by Electronic Nematicity in an FeSe Superconductor
我们对FeSe超导体(Tc ~ 8 K)进行了高分辨角分辨光电子能谱研究,该超导体在Ts ~ 90 K时发生四方相到正交相的结构转变。在低温下,我们发现在布里渊区的M点处的能带分裂高达50 meV,这可能是由电子驱动的电子态的形成引起的。这种能带分裂一直持续到T ~ 110 K,略高于Ts,表明结构转变是由电子向列性触发的。我们还发现,在低温下的能带分裂引起的范霍夫奇点在5毫电子伏的费米能量。这一结果有力地表明,这种不寻常的电子状态是导致FeSe非常规超导性的原因。
2014-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical Role of Hydrogen in Unconventional Superconductors: The Case of Hydrogenated FeSe Layers
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所 和 北京凝聚态物理国家研究中心);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学 物理科学学院);Songshan Lake Materials Laboratory(松山湖材料实验室)
研究通过氢化FeSe揭示氢对强电子相关作用下超导性的影响,发现电子声子耦合增强,预测超导转变温度超过40K,并提出双隙超导态机制。
2026-04-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Synthesis and Physical Properties of FeSe1/2Te1/2 Superconductor
最近报道的FeSe基超导体的最重要的性质之一是它们在施加磁场下的超导性的鲁棒性。FeSe基化合物超导电性的合成和控制是一个相当困难的课题。本文报道了FeSe_(1/2)Te_(1/2)在13 K下的最佳超导电性的合成和物理性质表征。该化合物为四方晶系,晶格参数a = 3.8008(10),c = 6.0187(15)A。磁化强度测量表明,超导体的低临界场(Hc 1)约为180 Oe,应用Ginzburg Landau(GL)理论,在90%的电阻转变时,Hc 2(0)值约为1840 kOe。热容量测量揭示了体超导性由一个驼峰在Tc附近13 K,和预期的减少下观察到的施加磁场。
2012-01-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic Structure and Superconductivity of FeSe-Related Superconductors
在铁基超导体中,FeSe超导体及其相关体系因其简单的晶体结构和独特的电子物理性质而备受关注。大块FeSe超导体的超导转变温度(Tc)约为8 K;在高压下可以显着提高到37 K。另一方面,它的表亲系统,FeTe,具有独特的反铁磁基态,但非超导。在FeSe超导体中用Te取代Se导致Tc提高到14.5K,并且在Fe(Se,Te)系统中,超导性可以在很大的组成范围内持续。FeSe超导体的嵌入导致AxFe_(2-y)Se_(2)(A=K,Cs和Tl)系统的发现,该系统表现出高于30 K的Tc和超导相的独特电子结构。最新报道的单层FeSe/SrTiO_3薄膜的Tc高于65 K的高温超导性引起了人们的极大兴趣。这一开创性的工作为高温超导体的界面超导探索打开了一扇大门。FeSe/SrTiO 3薄膜独特的电子结构和超导能隙、层间行为以及绝缘体-超导体转变为理解铁基超导体的超导机制提供了重要信息。本文对FeSe超导体及其相关体系的电子结构和超导电性的研究进行了简要的综述,特别是对FeSe薄膜的研究。
2015-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ab initio Studies of Magnetism in the Iron Chalcogenides FeTe and FeSe
铁硫属化物FeTe和FeSe属于铁基超导体家族。我们使用为强关联电子系统发展的从头算下折方法研究了这些化合物在正常态下的磁性。在推导从头算低能有效模型时,我们采用约束GW方法来消除源自密度泛函理论中已经考虑到的交换相关的电子相关的重复计数。通过求解从头算有效模型,我们发现,消除重复计数是很重要的,在FeTe的双共线反铁磁秩序,如在实验中观察到的。我们还表明,消除双重计数诱导一个独特的几个磁性订单的FeSe,这可能解释的情况下,磁有序的简并。我们讨论了简并度和最近发现的令人困惑的现象之间的关系在FeSe以及压力下发现的磁有序。
2015-08-16 cond-mat.str-el
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
Comment on paper arXiv:17070526v1 "Electronic structure of FeSe monolayer superconductors: shallow bands and correlations" by Sadovskii group
我们对参考文献1中两个不正确的说法作了评论。(A)- 为了表明电子-声子相互作用(EPI)非常小并且与1UC FeSe/SrTiO 3系统中的超导性无关,参考文献1的作者使用了EPI耦合常数,该耦合常数在任何超导性理论中都不存在。因此,他们关于1UC FeSe/SrTiO 3中EPI很小的结论是不正确的。因此,它们的耦合常数也与EPI与前向散射峰(EPI-FSP)的耦合无关,该EPI与前向散射峰(EPI-FSP)的耦合是最近为了解释1UC FeSe/SrTiO 3中的高Tc而提出的。(B)- 在参考文献1中,声称实验分辨的ARPES复制带可以用LDA+DMFT方法解释。我们证明了这种说法也是不正确的,即文献1中的LDA+DMFT方法无法解释复制带。
2017-12-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution of high-temperature superconductivity from low-Tc phase tuned by carrier concentration in FeSe thin flakes
与体相FeSe超导体相比,重电子掺杂FeSe超导体具有较高的Tc,且没有空穴费米面和节状超导能隙结构,这对铁基超导体的配对理论提出了挑战。在重电子掺杂的FeSe基超导体中,导致高Tc的主导因素和确切的工作机制需要澄清。特别是,一个干净的控制载流子浓度仍然是一个挑战,揭示超导性和费米表面拓扑结构的演变与散装FeSe中的载流子浓度。在这里,我们报告的超导电性的演变FeSe薄片与系统地调节载流子浓度的液体门控技术。在Tc小于10 K的FeSe薄片中,只有通过栅压调节电子掺杂才能实现48 K的高温超导。这是第一次在没有外延界面或外部压力的情况下在FeSe中实现这样的高温超导性。这明确地证明了简单的电子掺杂工艺能够在体FeSe中诱导出Tc高达48 K的高温超导性。有趣的是,我们的数据还表明,超导电性是突然从低Tc相到高Tc相与Lifshitz转变在一定的载流子浓度。这些结果有助于我们建立一个统一的图片,以了解所有FeSe衍生的超导体之间的高温超导性,并阐明进一步追求更高的Tc在这些材料。
2015-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superfluid density and microwave conductivity of FeSe superconductor: ultra-long-lived quasiparticles and extended s-wave energy gap
FeSe是一种铁基超导体,由于其在加压或在绝缘衬底上生长为单层时发生Tc的大幅增强,因此具有巨大的电流兴趣。在这里,我们报告其超导电动力学的精确测量,在202和658 MHz的频率和温度低至0.1 K。准粒子导电性揭示了在进入超导状态时散射的快速崩溃,这强烈地让人想起非常规超导体,如铜酸盐,有机物和重费米子材料CeCoIn 5。在最低温度下,准粒子平均自由程超过50微米,这是复合超导体的记录。从超流响应,我们证实了多带超导的重要性,并揭示了一个有限的能隙最小的强有力的证据。
2016-05-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Origin of insulating ferromagnetism in iron oxychalcogenide Ce$_2$O$_2$FeSe$_2$
在准一维铁硫属化物Ce $_2$ O $_2$ FeSe $_2$中存在绝缘铁磁(FM)相,但其起源尚不清楚.要了解FM机制,这里提供了一个系统的调查,这种材料,分析铁磁和反铁磁的趋势和跳跃,库仑相互作用,洪德耦合和晶体场分裂的相互作用之间的竞争。基于二阶微扰理论的直观分析表明,双占据轨道和半填充轨道之间的大纠缠对Ce $_2$ O $_2$ FeSe $_2$的FM阶稳定起着关键作用.此外,通过多体计算技术应用于多轨道哈伯德模型,相图证实了所提出的FM机制,与实验一致。
2021-08-13 cond-mat.str-el
Indirect evidence for strong coupling superconductivity in FeSe under pressure from first-principle calculations
铁基超导体中的超导配对机制是巡游的还是局域的是一个仍有争议的问题。为了研究费米面嵌套的影响,我们从第一性原理计算了FeSe在外加压力下的静态磁化率,包括流体静力学和非流体静力学。我们表明,电子能带结构是高度敏感的方式施加压力,面对我们的理论结果与实验得出的结论。考虑到FeSe的临界温度作为压力的函数是相当普遍的,这清楚地证明在FeSe中费米面嵌套的演化不能解释临界温度随压力的演化。因此,我们认为铁硫族化合物中的电子对是强耦合自旋涨落的起源。
2012-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Normal state magnetotransport properties of $β$-FeSe superconductors
我们提出了$β$ -FeSe的磁输运数据,并从理论上描述它们。使用一个简化的微观模型与两个相关的有效轨道,我们确定了正常状态的电导率和霍尔系数,使用久保形式主义。与模型参数相关的Fe-硫属化物,我们描述了所观察到的效果的结构转变的ab-平面电阻率,以及对磁阻。随温度变化的霍尔系数数据在16特斯拉测量,其理论描述改进后,列入适度的电子相关。我们确认的电子结构上的结构转变的效果,发现变形引起的带分裂的角度分辨光电发射中报道的那些。
2016-02-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferromagnetic inter-layer coupling in FeSe$_{1-x}$S$_{x}$ superconductors revealed by inelastic neutron scattering
本研究通过非弹性中子散射发现FeSe₁₋ₓSₓ超导体存在显著的铁磁层间耦合,打破了其层间耦合可忽略的认知,为理解该体系无磁有序的特性及二维极限下超导的稳定性提供了新依据。
2024-07-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous temperature evolution of the electronic structure of FeSe
我们目前的ARPES数据取自结构最简单的代表铁基超导体,FeSe,在很宽的温度范围内。除了与相变相关的变化,我们检测到非常明显的变化的分散体的规模上的数百开尔文。值得注意的是,在加热样品时,能带结构具有松弛到通过常规能带结构计算预测的能带结构的趋势,与直观预期的正好相反。我们的研究结果揭示了铁基材料中形成高温超导性的电子态的主要相互作用的起源。
2017-02-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous momentum dependence of the multiband electronic structure of FeSe_1-xTe_x superconductors induced by atomic disorder
当晶体的周期性受到原子无序的干扰时,其电子态变得不均匀,带色散变得模糊。在Fe基超导体的情况下,硫族元素/磷族元素高度的无序导致Fe 3d能级分裂的无序。利用角分辨光电子能谱研究了FeSe_(1-x)Te_x中的硫族元素高度无序,发现高度无序对Fe 3d带色散的影响不是简单的遮蔽效应,而是轨道选择效应.由于硫族元素高度差引起的Fe 3d能级分裂的反向,导致在γ点附近具有Fe 3dx^2-y^2特征的空穴带分裂。
2012-06-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Transitions of Nematic Phases in a Spin-$1$ Bilinear-Biquadratic Model and Their Implications for FeSe
自发现以来,铁基超导性一直被认为是在反铁磁序附近发展的,但这种范式在铁硫属化物FeSe中失败了,其单层版本保持着铁基超导体中最高超导转变温度的记录。令人惊讶的是,FeSe在非磁性的同时显示出有序性(自发破缺的晶格旋转对称性),这导致了几个关于其起源的相互竞争的提议,要么是$3d$ -电子的轨道自由度,要么是以受抑磁性形式的自旋物理学。在这里,我们认为,在压力下的FeSe的相图可以定性描述的量子自旋模型与高度挫折的相互作用。我们实现了场地因子化波函数分析和大规模密度矩阵重整化群(DMRG)在圆柱体上研究自旋$1$双线性双二次模型的正方形晶格,并确定量子跃迁从著名的$(π,0)$反铁磁状态到一个奇异的$(π,0)$反铁四极顺序,无论是直接或通过$(π/2,π)$反铁磁状态。这许多阶段,虽然不同,但都是相同的。我们还讨论了我们的理论基态相图的理解实验低温相图得到的NMR [P.S. Wang { \it等人},物理修订信函117,237001(2016)]和X射线散射[K. Kothapalli { \it等人},Nature Communications 7,12728(2016)]测量。我们的研究结果表明,在广泛的铁基材料的超导性有一个共同的起源在反铁磁关联的强关联电子。
2020-06-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Identifying the dominant pairing interaction in high-$T_c$ FeSe superconductors through Leggett modes
重电子掺杂和单层FeSe在比体FeSe高得多的温度下超导。已经有一些建议试图解释增强的转变温度的起源,包括接近磁性,磁性和反铁轨道临界点,以及可能的强界面声子耦合的情况下,单层FeSe。在本文中,我们研究了在一个有效的两带模型的各种机制的效果。在我们的模型中,与这些不稳定性相关的波动有助于有效多带相互作用的不同部分。我们建议使用集体之间的相位波动带-Leggett模式-作为一种工具,以确定在这些系统中占主导地位的有效配对相互作用。Leggett模式可以通过光学探针如电子拉曼散射来分辨。我们指出,在这些系统中的Leggett模式,如果存在的话,将体现在拉曼$B_{1g}$通道。
2018-04-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for an Additional Symmetry Breaking from Direct Observation of Band Splitting in the Nematic State of FeSe Superconductor
铁基超导体FeSe由于其简单的晶体结构、独特的电子结构以及自身及其衍生物所表现出的丰富的物理性质而引起了人们的广泛关注。确定其本征电子结构对于理解其物理性质和超导电性机制至关重要。理论和实验研究表明,FeSe在基态下是由一个围绕布里渊区中心的类空穴费米面组成。在这里,我们报告的两个孔状费米表面片周围的布里渊区中心,以及分裂的相关带,在FeSe的双稳态,通过采取高分辨率的基于激光的角度分辨光电发射测量直接观察。这些结果表明,除了三阶和自旋-轨道耦合,有一个额外的顺序,在FeSe打破反转或时间反演对称性。新的费米表面拓扑结构要求重新审视现有的理论和实验的理解FeSe和刺激进一步的努力,以确定隐藏的顺序在其pH 3状态的起源。
2019-11-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nematicity and magnetism in FeSe and other families of Fe-based superconductors
向列性和磁性是铁基超导体的两个重要特征,它们之间的相互作用是铁基超导体中最重要的未解决的问题之一。在FeSe中,在低于结构转变温度$T_{str}=90$ K时不存在磁序,与之形成鲜明对比的是,在其他族中,磁性在略低于$T_{str}$时出现。为了理解这种惊人的材料依赖性,我们研究了自旋涨落介导的轨道顺序($n_{xz}\neq n_{yz}$),通过关注强耦合效应驱动的轨道-自旋相互作用,称为顶点校正。这种轨道-自旋相互作用在FeSe中非常强,这是因为在费米能级处洪德相互作用和库仑相互作用($\bar{J}/\bar{U}$)之间的比率小并且$d_{xz},d_{yz}$轨道重量大。因此,在FeSe模型中,不管自旋涨落是否非常弱,都建立了轨道序,因此在$T_{str}$以下不存在磁性。与此相反,在LaFeAsO模型中,无论是实验还是理论,磁序都出现在$T_{str}$之下。因此,由于顶点校正的轨道自旋相互作用是理解铁基超导体中具有向列性和磁性的丰富相图的关键成分。
2016-05-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron correlation in FeSe superconductor studied by bulk-sensitive photoemission spectroscopy
我们用具有高体灵敏度的软X射线和硬X射线光电子能谱研究了最近发现的FeSe超导体的电子结构。大的Fe 3d谱权重位于费米能级(EF)附近,这被证明是一个相干的准粒子峰。与局域密度近似下的能带结构计算结果相比,发现Fe 3d能带变窄,能带能量向EF方向移动,表明电子关联效应在FeSe中的重要性.自能量修正提供了比Fe-As超导体更大的质量增强值(Z^-1=3.6),使我们能够从光谱中分离出非相干部分。这些特征与最近的动力学平均场计算的结果相当一致,其中非相干部分归因于较低的Hubbard带。
2010-09-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Discrete superconducting phases in FeSe-derived superconductors
非常规超导体的一般特征是在相图中存在超导圆顶,作为载流子浓度的函数。对于最简单的铁基超导体FeSe(转变温度Tc ~ 8 K),通过多种途径掺杂电子可以大大提高其Tc,在单层FeSe/SiTiO 3中,其Tc甚至可以达到65 K。然而,一个明确的相图与载流子浓度的FeSe衍生的超导体仍然缺乏。在这里,我们报告的观察一系列离散的超导相FeSe薄片通过连续调整载流子浓度,通过嵌入锂和钠离子与固体离子门控技术。这种离散的超导相对于用20%S取代Se是稳健的,但对于用2%Cu取代Fe是脆弱的,突出了铁位点完整的重要性。给出了FeSe衍生物的完整超导相图,它不同于其它非常规超导体。
2018-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bulk and surface Dirac states accompanied by two superconducting domes in FeSe-based superconductors
本研究通过电磁输运测量在FeSe基超导体中建立了完整相图,发现两个超导穹伴随不同的体态与表面Dirac态及正常态电阻率行为,为存在两种不同配对机制提供了有力证据。
2024-12-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electric Transport of a Single Crystal Iron Chalcogenide FeSe Superconductor: Evidence of Symmetry Breakdown Nematicity and Additional Ultrafast Dirac cone-Like Carriers
在FeAs超导体中普遍观察到SDW反铁磁(SDW-AF)低温相变,AF自旋涨落对超导配对机制起着重要作用.然而,在FeSe超导体中没有观察到类似的磁相变,这引起了相当多的讨论。我们报告的内在电子状态的铁硒阐明运输测量下磁场使用高品质的单晶。一个迁移率谱分析,从头算方法,不作假设的多载流子系统中的输运参数,提供了非常重要和明确的证据,另一个隐藏的顺序,最有可能的对称性破缺从四碳C4对称性的C2对称向列性与选择性d-轨道分裂,存在于超导FeSe的情况下以外的AF磁序自旋涨落。FeSe中的本征低温相处于几乎补偿的半金属态,但另外伴随有狄拉克锥状超快电子$\sim$ 10 $^4$ cm $^2$(VS)$^{-1}$作为少数载流子。
2014-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
FeSe and the missing electron pocket problem
School of Physics and Astronomy, University of St. Andrews(圣安德鲁斯大学物理与天文学院);Institute of Physics, University of Greifswald(格赖夫斯瓦尔德大学物理研究所);Diamond Light Source(钻石光源)
本文针对FeSe的缺失电子口袋难题,综述了相关ARPES、STM实验进展与理论解释研究,强调了$d_{xy}$轨道的重要性,探讨了其对超导性理解的影响并提出未来研究方向。
2022-01-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the Remarkable Superconductivity of FeSe and its Close Cousins
十多年来,铁基超导体中涌现的电子现象一直处于凝聚态物理的前沿。在这类迷人的材料中,关于有序相的起源和相互交织的作用,包括向列性、磁性和超导性,人们已经了解了很多。近年来,焦点一直集中在FeSe及其近亲的独特和极不寻常的性质上。这一系列的材料已经吸引了相当大的关注,由于发现了意想不到的超导能隙结构,宽范围的超导临界温度,和证据的非平凡带拓扑结构,包括相关的自旋螺旋表面状态和涡旋诱导的马约拉纳束缚态。本文综述了铁硫系超导体的超导电性,包括体相FeSe,掺杂体相FeSe,FeTe $_{1-x}$ Se $_x$,插层FeSe材料,单层FeSe和FeTe $_{1-x}$ Se $_x$/SrTiO $_3$。我们专注于超导性能,包括相关的实验研究的调查,并讨论了不同的理论提出的配对方案。在本文的最后一部分,我们回顾了最近越来越多的证据,在FeSe相关材料的非平凡拓扑效应,再次关注有趣的超导性的影响。
2020-09-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fragile pressure-induced magnetism in FeSe superconductors with a thickness reduction
高压下大块FeSe中高转变温度($T_c$)超导性的出现与向列性和磁性的调谐有关。然而,整理出的相对贡献,从磁场和磁波动的增强$T_c$仍然具有挑战性。在这里,我们设计并进行了一系列的高压实验FeSe薄片。我们发现,随着厚度的减小,温度-压力相图上的磁有序相边界保持稳定,而磁有序明显减弱。观察到$T_c$的局部最大值在所有样品中的外推的λ相区域之外,离λ端点不远。然而,最大$T_c$值随着磁性的减弱而减小。在最薄的样品中没有观察到高- $T_c$相。我们的研究结果强烈表明,单独的磁场波动只能有一个有限的影响,而磁场波动是关键的$T_c$在FeSe的增强。
2021-10-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferroquadrupolar and Ising-Nematic Orders of a Frustrated Bilinear-Biquadratic Heisenberg Model and Implications for the Magnetism of FeSe
受铁硫族化合物性质的启发,我们研究了正方晶格上具有阻挫双线性-双二次相互作用的广义海森堡模型的相图。我们确定零温度阶段与antiferroquadrupolar和伊辛-伊辛阶。量子涨落和层间耦合的影响进行了分析。我们提出的Ising-Einstein秩序作为基础的结构相变中观察到的正常状态的FeSe,并讨论了Goldstone模式的反铁四极秩序的偶极磁波动在这个系统中的作用。我们的研究结果提供了一个相当广泛的角度上的整体磁相图的铁硫属化物和pnictides,并服从新的实验测试。
2015-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong Interplay between Stripe Spin Fluctuations, Nematicity and Superconductivity in FeSe
阐明铁基超导材料中的π序的微观起源是重要的,因为驱动π序的相互作用也可能介导库珀配对。向列序打破了铁平面中的四重旋转对称性,这被认为是由轨道或自旋自由度驱动的。然而,由于磁性相经常在刚好高于或与条形磁性相变一致的温度下发展,因此很难通过实验确定磁性级的主导驱动力。在这里,我们使用中子散射研究结构上最简单的铁基超导体FeSe,它显示一个斜方(正交)相变在$T_s=90$ K,但不反铁磁顺序。我们的数据揭示了大量的条纹自旋波动,这是耦合正交性,并突然增强冷却到低于$T_s$。此外,一个尖锐的自旋共振发展的超导状态,其能量(~4 meV)是一致的电子玻色子耦合模式,通过扫描隧道光谱揭示,从而表明自旋涨落介导的符号改变配对对称性。通过将动态磁化率归一化为绝对单位,我们表明FeSe中的磁谱权重与铁砷化物的磁谱权重相当。我们的研究结果支持最近的理论建议,向列性和超导性都是由自旋涨落。
2015-02-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Temperature-induced band selective localization and coherent-incoherent crossover in single-layer FeSe/Nb:BaTiO3 /KTaO3
铁硫系超导体是具有强电子关联的多带系统。在这里,我们使用角分辨光电子能谱研究单层FeSe/Nb:BaTiO 3/KTaO 3,一种新的铁硫系超导体的非简并电子口袋和界面增强的超导性的带相关效应。电子带的非简并性有助于解决不同带的温度依赖性演化。随着温度的升高,单层FeSe经历带选择性局域化,其中一个电子带的相干光谱权重完全耗尽,而另一个电子带的相干光谱权重保持有限。此外,非相干背景的光谱权重随着温度的升高而增强,表明相干-非相干交叉。观察到极化子行为的签名,表明电子玻色子相互作用。这些现象有助于构建一个更完整的图片中的FeSe家庭的电子相关性。
2016-04-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the origin of the shallow and "replica" bands in FeSe monolayer superconductors
本文比较了用LDA和LDA+DMFT方法计算的SrTiO $_3$衬底(FeSe/STO)和$_x$ Fe $_{2-y}$ Se $_{2}$超导体上FeSe单层膜的电子结构与ARPES实验结果。结果表明,Fe-3d态的关联效应在原理上足以解释M(X)点处类浅电子带的形成。然而,在FeSe/STO中,这些效应显然不足以同时消除$Γ$点周围的空穴状费米表面,这在ARPES实验中没有观察到。ARPES探测和计算的准粒子带的详细比较表明理论和实验之间的合理协议。对能带的起源和轨道组成的分析表明,对于FeSe/STO系统,实验观察到的M点的“复制”准粒子带(通常归因于SrTiO $_3$衬底中光学声子的前向散射相互作用)可以被合理地理解为LDA计算的Fe-3d $_{xy}$带,通过电子关联重整化。基质的唯一表现形式是在M点附近提高Fe-3d $_{xz}$和Fe-3d $_{yz}$带之间的简并度。对于K $_x$ Fe $_{2-y}$ Se $_{2}$的情况,在ARPES中观察到的大多数谱带也可以理解为相关重整化Fe-3d LDA计算的谱带,与LDA+DMFT计算的总体半定量一致。
2017-02-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong $(π,0)$ spin fluctuations in $β$-FeSe observed by neutron spectroscopy
我们对非常规超导体$β$ -FeSe($T_{\rm c} \simeq 8\,\mathrm{K}$)进行了粉末非弹性中子散射测量.的光谱揭示了高度分散的顺磁波动出现的正方形晶格波矢量$(π,0)$延伸超过80毫电子伏的能量。在能量为$\sim 13\,\mathrm{meV}$时,作为温度函数的测量结果未显示出从$T_{\rm c}$到$104\,\mathrm{K}$的任何变化。结果表明,FeSe接近于高$T_{\rm c}$砷化铁超导体的母相的$(π,0)$反铁磁性特征的不稳定性,并且铁顺磁矩既不受$T_{\rm s} \simeq 90\,\mathrm{K}$处的正交到四元结构转变的影响,也不经历在所研究的温度范围内的自旋状态的变化。
2015-05-08 cond-mat.str-el 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
Nodal gaps in the nematic superconductor FeSe from heat capacity
FeSe的超导电性最近引起了人们极大的关注,因为它是从一种难以捉摸的电子超导电态中产生的。在这里,我们研究了电子正常状态和超导能隙结构使用高品质的单晶体的热容测量。从0.4 K到Tc = 9.1 K的比热曲线与最近用Bogoliubov准粒子干涉法测定的能隙一致。Sprau等人,Science 357,75(2017)],然而,只有当节点被引入到电子或空穴费米表面片上时。我们的分析与量子振荡测量一致,只依赖于两个带的存在,因此理论上预测的第二个电子口袋的命运仍然是神秘的。
2018-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Fermi liquid transport in the vicinity of nematic quantum critical point of FeSe$_{1-x}$S$_x$ superconductor
非费米液体是一种奇怪的金属,由于强烈的量子涨落,其物理性质与常规金属的物理性质有质的差异。在本文中,我们报告的FeSe $_{1-x}$ S $_x$超导体,它有一个量子临界点的一个七阶不伴随反铁磁性的输运测量。我们发现,除了一个线性的温度电阻率$ρ_{xx}\propto T$,这是接近普朗克极限,霍尔角变化$\cot θ_{\rm H} \propto T^2$和低场磁电阻以及缩放为$Δρ_{xx}/ρ_{xx}\propto \tan^2 θ_{\rm H}$在附近的量子临界点。这组异常的电荷输运性质显示出惊人的相似之处,在铜氧化物,铁磷属元素化物和重费米子超导体的报道,表明与${\bf q} \approx 0$的临界波动的一个π阶也可以导致费米液体描述的故障。
2020-08-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin fluctuations away from (pi,0) in the superconducting phase of molecular-intercalated FeSe
用中子非弹性散射法测量了分子嵌入FeSe超导体Li{x}(ND_2){y}(ND_3){1-y} Fe_2Se_2(Tc = 43 K)的磁涨落。在波矢Q ~ 1.4 A^{-1}处观察到最强的磁散射,这与表征其他几种铁基超导体中磁涨落的(pi,0)嵌套波矢不一致,但接近A{x}Fe{2-y} Se 2系统的(pi,pi/2)位置。在探测到的能量(~ 5 kB Tc)下,磁散射强度随着低于Tc的温度的降低而增加,这与在其他铁基超导体中发现的超导性诱导的磁共振一致。
2013-05-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonon-enhanced superconductivity at the FeSe/SrTiO3 interface
室温超导体的梦想激发了人们寻找提高超导转变温度(Tc)的途径的强烈研究努力。因此,在SrTiO 3衬底上的单层FeSe在所有界面超导体和铁基超导体中具有非常高的Tc,特别令人感兴趣,但其高Tc的机制仍然是神秘的。在这里,我们通过同位素效应表明,在FeSe中的电子与衬底中的氧声子耦合,并且超导电性与耦合强度呈线性增强,在重电子掺杂的FeSe的本征超导电性之上。我们的观测结果解决了FeSe/SrTiO 3的谜团,并在实验上建立了相关高温超导体中电子-声子前向散射的关键作用和独特行为。层间电子-声子相互作用和关联之间的有效合作为开发更多的高Tc界面超导体提供了一条前进的道路,并可能有助于理解具有层状结构的块体高温超导体的高Tc。
2017-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Preformed Cooper pairs in layered FeSe-based superconductors
超导性产生于两种不同的量子现象:电子配对和长程相位相干。在传统的超导体中,这两种量子现象通常同时发生,而电子配对发生在比低掺杂的高Tc铜酸盐超导体中的长程相位相干更高的温度下。最近,在SrTiO 3衬底上的单层FeSe薄膜中,电子配对是否也优先于长程相位相干性仍存在争议。本文通过对Knight位移和核自旋-晶格弛豫速率的测量,明确地揭示了两层FeSe基准二维超导体在低于Tp ~ 60 K时的赝能隙行为。在赝能隙区,还观察到微弱的抗磁信号和显著的能斯特效应,这表明所观察到的赝能隙行为与超导涨落有关。这些工作证实了强相位涨落是二维铁基超导体的一个重要特征,正如在高温铜氧化物超导体中广泛观察到的那样。
2019-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con