Superconductivity in layered iron Selenide induced by cobalt- and sodium-doping
在名义成分为Fe_(0.92)Co_(0.08)Se和Na_(0.1)FeSe的α-FeSe中分别掺入Co和Na,可获得零电阻转变温度(Tc)分别为8.4 K和8.3 K的超导电性。用物理性质测量系统(PPMS)测量的所制备样品的电阻率和AC磁化率彼此明确一致,以指示样品是可磁化的。钴和钠分别掺杂到母体α-FeSe中的机制是Fe位取代和层间插入。这是首次将α-FeSe诱导成Na+嵌入层间的超导体。
2008-08-13 cond-mat.supr-con
Correlation-induced self-doping in intercalated iron-pnictide superconductor Ba2Ti2Fe2As4O
用角分辨光电子能谱和局域密度近似与动力学平均场论计算相结合的方法研究了Ba_2Ti_2Fe_2As_4O(Tc -21.5K)的电子结构.费米能级附近的电子态主要由Fe 3d和Ti 3d轨道控制,表明分隔不同FeAs层的间隔层也是金属性的。通过计算费米面片的封闭体积,我们观察到一个大的自掺杂效应,即0.25个电子从FeAs层转移到Ti_2As_2O层,使FeAs层处于空穴掺杂状态。这种奇异的行为是成功地再现了我们的动力学平均场计算,其中的自掺杂效应归因于在Fe 3d壳层的电子关联。我们的工作为铁基超导体提供了一种有效掺杂的替代途径。
2014-09-14 cond-mat.supr-con
Effect of doping on the magnetostructural ordered phase of iron arsenides: A comparative study of the resistivity anisotropy in the doped BaFe$_2$As$_2$ with doping into three different sites
为了揭示掺杂在铁基超导体中的作用,我们研究了BaFe $_2$ As $_2$在三个不同晶格位置中的任意一个上掺杂的面内电阻率,Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_x$)$_2$ As $_2$,BaFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_x$)$_2$和Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$,重点研究了低温反铁磁/斜方晶(AFO)相的掺杂效应。已知高温顺磁/四磁(PT)相中掺杂的主要作用是通过提供载流子或通过施加化学压力来改变费米表面。在AFO阶段,我们发现了一个明确的剩余电阻率和电阻率各向异性的大小之间的相关性。这表明电阻率各向异性源于掺杂原子的各向异性杂质散射。剩余电阻率的大小也是控制AFO有序化温度$T_s$抑制率的参数。因此,AFO相中掺杂的主要作用是向体系引入无序,这与PT相中的无序不同。
2013-05-16 cond-mat.supr-con
Superconductivity and Phase Diagram in the Iron-based Arsenic-oxides ReFeAsO1-delta (Re = rare earth metal) without F-Doping
在这里,我们报告了一类新的超导体的高压合成制备的四元家庭ReFeAsO 1-δ(Re = Sm,Nd,Pr,Ce,La)没有氟掺杂。这些化合物的起始超导临界温度(Tc)随Re原子尺寸的减小而增大,SmFeAsO 1-δ的Tc最高为55 K。对于NdFeAsO_(1-δ)体系,在不同的氧浓度下,发现了一个圆顶形相图。
2008-05-08 cond-mat.supr-con
Realization of continuously electron doping in bulk iron selenides and identification of a new superconducting zone
众所周知,硒化铁超导体表现出不同于铁磷属化物的独特特性,特别是在电子掺杂区。然而,由于体材料中载流子浓度难以控制,对FeSe的连续载流子掺杂及其相应的晶体结构的深入研究还很缺乏。本文报道了一个新的体相Lix(C3 H10 N2)0.37FeSe的成功合成,它具有连续的超导圆顶,在0.06~0.68范围内具有Lifshitz转变。我们证明,与电子掺杂,FeSe层的阴离子高度偏离线性远离pnictides和加压FeSe的优化值。这一特点导致新的超导区具有独特的掺杂依赖的电子结构和强的轨道选择性电子相关。当Fe的3dt 2g轨道具有几乎相同的中间电子关联强度时,在两个独立的超导区中具有3~4之间的适度质量增强,可获得最佳的超导电性。我们的结果对于实现铁基材料超导电性的统一机制具有重要意义。
2018-08-26 cond-mat.supr-con
Evidence of a universal and isotropic 2Δ/kBTC ratio in 122-type iron pnictide superconductors over a wide doping range
本文用点接触Andreev反射谱系统地研究了122型铁磷属元素化物超导体的掺杂和带隙结构的方向依赖性。的研究进行了单晶体的Ba 1-xKxFe 2As 2(x = 0.29,0.49,和0.77)和SrFe 1.74Co 0.26As2的Pb或Au的尖锐的尖端沿c轴或ab面方向压制。在高度透明的接触上获得的电导谱清楚地表明了一个强大的超导能隙的证据。归一化曲线可以用寿命展宽的Blonder-Tinkham-Klapwijk模型很好地描述。所确定的间隙值与转变温度非常匹配,给出约3.1的2Δ/kBTC值。结果表明,存在一个普遍的耦合行为,在这类铁磷属元素化物在一个广泛的掺杂范围和独立的符号的掺杂。此外,在c轴结和ab平面结上获得的电导谱表明,在这些超导体中观察到的间隙是各向同性的。
2010-07-30 cond-mat.supr-con
Evolution of the optical spectrum with doping in iron pnictides Ba(Fe1-xCox)2As2
研究了不同掺杂浓度的Ba(Fe_(1-x)Co_x)_2As_2单晶的光谱。结果表明,该体系的低能电导率谱可以分解为两个分量:尖锐的德鲁德项和宽的“非相干”项。对于表现出磁有序的化合物,能隙主要出现在“非相干”组分中,而对于高掺杂的化合物,在两个组分中都打开了类似s波的超导能隙。德鲁德重量稳步增加掺杂的进行,在这个系统中与电子掺杂。另一方面,“非相干”光谱权重几乎与掺杂无关,但其光谱特征与磁性密切相关。我们证明,在光谱中存在两个不同的组件以及解释了掺杂和温度依赖性的直流电阻率。
2010-03-26 cond-mat.supr-con
Doping evolution of the anisotropic upper critical fields in iron-based superconductor Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$
采用在$ac-$晶面内精确取向的面内电阻率测量方法,研究了空穴掺杂铁基超导体Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$的上临界场$H_{c2}$.所研究的样品的组成从欠掺杂的$x=$ 0.17($T_c$ =12~K)和$x$ =0.22($T_c$ =20~K),虽然最佳掺杂量$x$ =0.39($T_c$ =38.4 K),$x$ =0.47($T_c$ =37.2 K),到过掺杂的$x$ =0.65($T_c$ =22 K),$x$ =0.83($T_c$ =10 K)。我们发现各向异性的$H_{c2}(T)$的形状的显着的掺杂不对称性表明在$H \parallel a$配置中的顺磁限制效应在过掺杂的组合物和欠掺杂的组合物中的多带效应的重要作用。
2017-11-28 cond-mat.supr-con
Magnetic properties of iron pnictides from spin-spiral calculations
采用自洽LSDA方法研究了LaFeAsO、BaFe_2As_2和SrFe_2As_2中的磁能、铁磁矩和有效交换相互作用随波矢和掺杂的变化.对于未掺杂的化合物,计算的总能量,E(q),达到其最小值在q对应于条纹反铁磁序。在LaFeAsO中,该最小值在低水平的电子掺杂下已经变得平坦,并且在δ =0.2时转变为不相称的q,其中δ是每个Fe的额外电子(δ>0)或空穴(δ <0)的数量。在BaFe 2As 2和SrFe 2As 2中,条带顺序对于低至delta=-0.3的空穴掺杂保持稳定。另一方面,在电子掺杂下,E(q)最小值已经在δ =0.1处移动到无公度q。
2010-01-30 cond-mat.supr-con
Superfluid density in the $s_{\pm}$-wave state of clean iron-based superconductors
基于唯象模型和Kubo公式,研究了铁基超导体在自旋密度波(SDW)与超导性共存区和过掺杂区的超流密度$ρ_s(T)$和穿透深度$λ(T)$.我们的计算表明,随着掺杂浓度$x$降低到低于$x=0.1$,$λ(0)$急剧增加。这一结果与实验观察相一致。在低温下,$ρ(T)$表现出指数律行为,而在较高温度下,线性$T$行为在趋于消失之前占主导地位。$Δλ(T)$的演化在过掺杂水平下可以粗略地用指数函数拟合,而在其他掺杂范围内,它是指数依赖于掺杂浓度的幂律函数。我们发现,植村关系只适用于铁基超导体在非常低的掺杂水平。
2012-11-12 cond-mat.supr-con
Hydrogen in layered iron arsenide: indirect electron doping to induce superconductivity
利用钙和稀土元素的高稳定性,首次在高压下合成了CaFeAsF_(1-x)H_x(x = 0.0-1.0)和SmFeAsO_(1-x)H_x(x = 0.0-0.47),形成氢取代的1111型铁砷化物超导体。中子衍射和密度泛函计算表明,氢被纳入作为H-离子占据F-网站的阻挡层的CaFeAsF。由此产生的CaFeAsF 1-xHx是非超导的,而SmFeAsO 1-xHx是超导体,在x 0.2时具有最佳Tc = 55 K。据发现,高达40%的O2-离子可以被H-离子取代,电子被供应到FeAs层中以保持中性(O2- = H-+ e-)。当x超过0.2时,Tc降低,对应于电子过掺杂区域。
2011-07-19 cond-mat.supr-con
Q-scan-analysis of the neutron scattering in iron-based superconductors
我们提出了一种利用中子散射数据的动量(Q)扫描来确定铁磷属元素化物超导体的配对状态的方法。利用有效五轨道模型并考虑准粒子阻尼,研究了不同掺杂水平下s+-和s++超导态的自旋磁化率.随着掺杂水平从电子掺杂降低到空穴掺杂,强度的峰值位置从线Qx = pi上的位置移动到线Qy = 0上的位置。我们发现,在s ~+-波对和s ~++ -波对之间,超导态与正常态的强度比对Q的依赖性是不同的。我们建议在实验中研究这个比例在Q空间区分两个配对状态。
2012-05-28 cond-mat.supr-con
Switching of intra-orbital spin excitations in electron-doped iron pnictide superconductors
本文研究了双超导圆顶LaFeAsO_(1-x)Dx体系中磁激发的掺杂依赖性。使用非弹性中子散射,自旋涨落在不同的波数下观察到的两个超导圆顶在x = 0.1和0.4左右,但在x = 0.2对应的Tc谷消失。理论计算表明,自旋涨落的特征掺杂依赖性可以合理地解释为电子掺杂使Fe-3dYZ,ZX和3dX 2-Y2中的两个轨道内嵌套发生转换的结果.目前的结果意味着,多轨道性质起着重要的作用,在掺杂和/或材料依赖性的铁磷属元素化物超导体的Tc。
2013-08-02 cond-mat.supr-con
Structural and electronic response upon hole-doping of rare-earth iron oxyarsenides Nd1-xSrxFeAsO (0 < x < 0.2)
空穴掺杂的NdFeAsO通过部分取代Nd 3+的Sr 2+是一个成功的路线,以获得超导相(Tc = 13.5 K的Sr 2+含量为20%),然而,掺杂的结构和电子的响应是不同的和非对称的,在电子掺杂侧的相图。
2008-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity in SrFe_(2-x)Co_xAs_2: Internal Doping of the Iron Arsenide Layers
在电子掺杂的SrFe_(2-x)Co_xAs_2中,当x <0.2时,观察到T_c达20 K的超导电性。结构测定,磁化率,电阻率和比热的结果报告。在所有的热力学性质的体超导性的观察-尽管在铁砷层强烈的无序-有利于巡回图片相比,铜酸盐和呈现p-或d-波的情况不太可能。密度泛函理论计算发现,Co(x > 0.3)取代Fe后,由于Fe-3d_(x^2-y^2)相关带边的态密度发生了刚性的下移,导致SrFe_2As_2中存在的磁有序受到抑制。
2008-07-14 cond-mat.supr-con
Robust spin fluctuations and $s\pm$ pairing in the heavily electron doped iron-based superconductors
本文从理论上研究了La_(1111)和Sm_(1111)铁基超导体在宽范围电子掺杂下的自旋涨落和超导电性。当我们考虑到电子掺杂的能带结构变化时,源自$d_{X^2-Y^2}$轨道的空穴费米面对电子掺杂是鲁棒的,这引起了大的自旋波动,因此即使在重掺杂的情况下也会产生$s\pm$配对。Sm 1111的稳定空穴费米面比La 1111的大,这可以被认为是相图中明显差异的起源。
2013-07-04 cond-mat.supr-con
Interplay between magnetic properties and Fermi surface nesting in iron pnictides
采用自洽LSDA方法研究了LaFeAsO{1-x}F{x}和Ba{1- 2 y}K{2 y} Fe 2As 2中的磁能、铁磁矩和有效交换相互作用随波矢q和掺杂(x,y)的变化.对于未掺杂的化合物(x=0,y=0),计算的总能量E(q)的最小值对应于条纹反铁磁序q。已经在低水平的电子掺杂(x)下,该最小值在LaFeAsO{1-x}F{x}中变得平坦,并且对于x>=5,它移动到无公度q。在Ba{1- 2 y}K{2 y} Fe 2As 2中,条带顺序对于空穴掺杂直到y=0.3保持稳定。用能带结构解释了这些结果。磁相互作用不能用简单的经典海森堡模型精确描述,并且拟合到E(q)的有效交换相互作用强烈依赖于掺杂。的E(q)曲线的掺杂依赖性进行了比较与非相互作用的磁化率,发现类似的趋势。
2009-04-03 cond-mat.supr-con
Electronic structure and Fermi surface of new K intercalated iron selenide superconductor KxFe2Se2
使用从头算FLAPW-GGA方法,我们研究了电子能带结构,态密度,和费米面拓扑结构的一个非常最近合成的ThCr 2Si 2型钾插入铁硒化物超导体KxFe 2Se 2。我们发现,化学计量比的KFe_2Se_2的电子态与同构铁磷属元素化物超导体的电子态相差甚远。因此,实验观察到的这种材料的超导性的主要因素是钾的缺乏,即空穴掺杂效应。另一方面,基于所获得的结果,我们得出结论,在K空位的存在下,新的KxFe 2Se 2超导体的电子系统的调谐是通过由于结构弛豫和空穴掺杂的联合效应来实现的,其中结构因素是负责带拓扑结构的修改,而掺杂水平决定它们的填充。
2010-12-23 cond-mat.supr-con
Doping dependence of the anisotropic quasiparticle interference in NaFe1-xCoxAs iron-based superconductors
利用扫描隧道显微镜研究了NaFe_(1-x)Co_xAs铁基超导体中准粒子干涉(QPI)的掺杂依赖性。目的是研究电子涨落与库珀配对之间的关系。在母体和低掺杂化合物中,宏观上四重旋转对称性被破坏,QPI图案显示出强烈的旋转各向异性。然而,在最佳掺杂下,QPI图案总是四重对称的。我们认为,这意味着小的磁化率,因此微不足道的最佳掺杂的铁磷属元素化物的磁化率波动。由于Tc是最高的,因此这表明Δ T波动不是强库珀配对的先决条件。
2014-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure-Induced Superconductivity and Its Scaling with Doping-Induced Superconductivity in the Iron Pnictide with Skutterudite Intermediary Layers
Ca_(10)(PtnAs_8)(Fe_2As_2)_5(n= 3,4)化合物是一种新型的铁磷属元素化物超导体,其结构由Ca-PtnAs_8-Ca-Fe_2As_2层堆叠而成。当n=3(10-3-8相)时,未掺杂的化合物是反铁磁(AFM)半导体,而当n=4(10-4-8相)时,未掺杂的化合物是转变温度为26 K的超导体。在这里,我们报告的10-3-8化合物通过原位电阻,磁化率和霍尔系数测量的组合获得的高压研究的结果。我们发现在3.5 GPa压力范围内,它的原子力显微镜(AFM)有序度被完全抑制,然后在3.5-7 GPa压力范围内出现超导态。超导转变温度与压力的关系呈圆顶状。
2023-02-03 cond-mat.supr-con
Transition-Metal Substitutions in Iron Chalcogenides
本文研究了Fe $_{1-y}$ M $_y$ Te $_{0.65}$ Se $_{0.35}$单晶在宽掺杂范围$0 \leq y \leq 0.2$内的$ab$面电阻率和霍尔效应。超导转变温度,$T_{c}$,达到零的钴在$y \simeq 0.14$和镍在$y \simeq 0.032$,而电阻率在$T_{c}$开始增加弱与Co掺杂,和强烈与Ni掺杂。对于$y$ = 0,霍尔系数$R_H$为正,对于所有$y$在高温下保持如此,而对于$y > 0.135$(Co)和$y > 0.06$(Ni),其在低$T$下将符号变为负。基于一个两带模型的分析表明,在高$T$残留的空穴口袋生存的掺杂,但孔得到本地化后,降低$T$,使电子掺杂的效果上的运输变得明显。Co杂质对$T_c$的抑制与电子掺杂有关,而在Ni杂质的情况下,强电子局域化最有可能导致$T_c$的快速降低。
2014-12-11 cond-mat.supr-con
Electron-doping evolution of the low-energy spin excitations in the iron arsenide BaFe$_{2-x}$Ni$_{x}$As$_{2}$ superconductors
我们利用弹性和非弹性中子散射系统地研究了砷化铁超导体BaFe_(2-x)Ni_xAs_(2-x)的低能自旋激发随镍掺杂x的变化。在未掺杂状态下,BaFe_2As_2在TN = 143 K以下呈现四方-正交结构的相变,同时出现共线反铁磁(AF)有序.当电子掺杂x = 0.075诱导体超导性与Tc = 12.3 K时,AF有序温度降低到TN = 58 K。我们表明,体超导性在BaFe1.925Ni0.075As2中的出现与自旋激发谱中的色散中子自旋共振相一致,并且在静态有序矩中减少。对于最佳掺杂的BaFe_(1.9)Ni_(0.1)As_2(Tc = 20 K)和过掺杂的BaFe_(1.85)Ni_(0.15)As_2(Tc = 15 K)超导体,静态AF长程序被完全抑制,自旋激发谱在较低能量下由共振和自旋能隙主导.我们确定的中子自旋共振和自旋能隙的电子掺杂依赖性,并证明了三维性质的共振生存到过掺杂制度。如果自旋激发对超导性很重要,这些结果表明电子超导能隙的三维特征在整个相图中很普遍,并且可能对这些材料的超导性至关重要。
2010-02-16 cond-mat.supr-con
Doping dependence of spin fluctuations and electron correlations in iron pnictides
在涨落交换近似下研究了铁磷属元素化合物有效五带哈伯德模型中自旋涨落和电子关联的掺杂依赖性。对于中等的空穴掺杂,我们发现在Q=(π,0)处的主导低能自旋激发,这在低温下变得关键。重空穴掺杂区的低能自旋激发具有弱的Q依赖性。电子掺杂导致自旋激发谱中出现赝能隙。相应地,NMR-1/T1弛豫速率强烈增强的空穴掺杂侧和抑制的电子掺杂侧的相图。这种行为在很大程度上可以通过费米表面拓扑结构的系统变化来理解。
2010-07-20 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
Doping-dependent pairing symmetry in the Iron-Pnictides
本文用泛函重整化群方法分析了铁磷族化合物四带模型的相图,该模型考虑了带间相互作用和A_{1g}动量的依赖关系。我们确定的参数制度,扩展的s波配对不稳定性与无节点出现。在电子掺杂侧,发现其中出现节隙的参数区域比最近在arXiv:0903.5547中预测的要窄得多。在空穴掺杂侧,扩展的s波配对永远不会成为节点:在带内排斥的临界强度以上,系统在低得多的T_c下有利于扩大的空穴上的奇异扩展d波不稳定性。在半填充时,我们发现带间对跳跃的强动量依赖性产生了扩展的s波不稳定性,而不是自旋密度波(SDW)有序。这些结果表明,费米面周围的相互作用各向异性通常会导致对系统参数的显着敏感性的状态。
2009-06-24 cond-mat.supr-con
Unusual Effects of Be doping in the Iron Based Superconductor FeSe
最近的超导转变温度(Tc)超过100 K的单层FeSe上SrTiO 3的散装母体化合物重新引起了人们的兴趣。在KCl:AlCl 3熔剂传输生长的晶体FeSe0.94Be0.06,FeSe0.97Be0.03和,作为比较,FeSe,这项工作报告的掺杂FeSe使用Be,其中最小的可能的掺杂剂,对应于一个有效的化学压力。根据晶格参数测量,6%的Be掺杂收缩的四相FeSe晶格相当于0.75 GPa的物理压力。使用这种磁通传输方法的样品制备,6%的Be是可实现的掺杂剂的最大量。在FeSe0.94Be0.06的该最大组成下,晶格晶胞收缩2.4%,Tc(通过比热在本体中测量)增加几乎10%,Tc相对于压力的行为使其峰值Tconset向下移动约1GPa,TS = 89 K附近的高温结构转变增加了1.9 K(与FeSe中均匀地降低TS的其它掺杂剂相反),并且与纯FeSe相比,低温比热γ增加10%。此外,在掺杂6%Be时,剩余电阻率比rho(300 K)/rho(T->0)增加了几乎四倍,而rho(300 K)/rho(T=Tc+)增加了50%。
2018-10-05 cond-mat.supr-con
Lifted electron pocket and reversed orbital occupancy imbalance in FeSe
FeSe超导相由于其独特的性质成为近年来铁基超导体研究的热点。进行了一些电子结构的研究,以找到相的起源。然而,这些尝试产生了相互矛盾的结果,并引起了更多的争议。在这里,我们报告的结果,从角度分辨的光电子能谱和X射线吸收光谱研究FeSe与去孪晶的压电叠层。我们已经完全解决了附近的布里渊区角落,这表明在Y点的1Fe布里渊区的费米口袋没有轨道字符的带色散。此外,dxz和dyz轨道之间的占位不平衡与铁磷属元素相反,这与所识别的谱带特征相一致。这些结果解决了FeSe相变中存在的争议,并揭示了离子注入系统中FeSe相变的起源。
2019-03-20 cond-mat.supr-con
Origin of the non-monotonic variance of Tc in the 1111 iron based superconductors with isovalent doping
基于最近对等价掺杂铁基超导体LaFe(AsxP 1-x)O 1-yFy和NdFe(AsxP 1-x)O 1-yFy的实验研究,我们从理论上研究了局域晶格结构、费米面、自旋涨落介导的超导电性和组分比之间的关系。在磷化物中,dXZ和dYZ轨道几乎不围绕Gamma点杂化,从而产生两个相交的椭圆形费米面。随着砷含量的增加和Fe-As-Fe键角的减小,杂化作用增强,两个能带混合,形成同心的内、外费米面,轨道特征逐渐变为dxz和dyz,其中x-y轴从X-Y旋转45度。这使得电子和空穴费米面之间的轨道匹配更好,并增强了dxz/yz轨道内的自旋涨落。另一方面,杂交使两条带分裂,导致更分散的内带。因此,在态密度和轨道匹配之间存在折衷,从而在As/P比的中间区域局部地最大化dxz/yz自旋涨落和超导性。与实验的一致性有力地表明了自旋涨落在这一系列超导体中的重要性。
2015-01-26 cond-mat.supr-con
Ru-doping on iron based pnictides: the "unfolded" dominant role of structural effects for superconductivity
我们提出了一个从头计算研究Ru取代在两个不同的化合物,BaFe 2As 2和LaFeAsO,纯和F掺杂。尽管它们之间有许多相似之处,但Ru取代对这些化合物有非常不同的影响。通过展开技术,我们可以将电子态追溯到纯化合物的原胞中,从而可以在费米能级上分辨出局域结构形变和杂质势对电子态的影响。我们的结果与现有的实验结果进行了比较,并显示:i)令人满意的协议的计算电子性质与实验,确认存在一个磁秩序的短程尺度; ii)费米表面强烈依赖于内部结构参数,比杂质势。这些结果进入了文献中广泛讨论的领域,并提供了对Ru在铁磷属元素化物中的作用的更好理解:尽管与Fe等价,但Ru-Fe取代导致费米能级处的能带结构的变化,主要与局部结构修饰有关。
2017-01-10 cond-mat.supr-con
Phase diagram of the isovalent phosphorous-substituted 122-type iron pnictides
最近的实验表明,等价掺杂体系给出了与异价掺杂情况相似的相图。例如,在磷(P)掺杂的情况下,BaFe $_{2}$(As $_{1-x}$ P $_{x}$)$_{2}$化合物中的磁序首先被抑制,然后超导圆顶出现到扩展的掺杂区域,但最终在大的$x$处消失。利用BaFe $_{2}$ As $_{2}$和BaFe $_{2}$ P $_{2}$的最小双轨道模型,结合自洽晶格Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,计算了P含量对相图$x$的影响。我们表明,我们的数值计算结果可以定性地与实验测量。
2015-04-28 cond-mat.supr-con
Domain Walls in Normal and Superconducting States of Iron Pnictides
通过自洽求解Bogoliubov-deGennes方程,研究了铁磷属元素化物正常态和超导态的电子结构和磁结构。结果表明,强的电子关联可以诱导畴壁,它分离的区域具有不同的自旋密度波级。在零或低电子掺杂时,形成$90^\circ$畴壁,而在较高电子掺杂时产生反相畴壁。在畴壁上,总是存在较大的电子密度。结果与最近的扫描隧道显微镜和超导量子干涉器件显微镜的观察定性一致。
2010-08-17 cond-mat.supr-con
Superconductivity Induced in Iron Telluride Films by Low Temperature Oxygen Incorporation
我们报告的超导诱导膜的非超导,反铁磁母体材料FeTe的低温氧掺入在可逆的方式。X射线吸收表明,氧掺杂改变了名义Fe价态从2+在非超导状态,主要是3+在超导状态。因此,氧掺杂的FeTe中的超导性发生在与更常见的FeTe $_{1-x}$ Se $_x$完全不同的电荷和应变状态下。这项工作也提出了一个方便的路径进行掺杂实验原位与许多测量技术。
2010-03-16 cond-mat.supr-con
Anomalous carrier density independent superconductivity in iron pnictides
通过调节载流子掺杂、压力、键角等参数,可以在铜酸盐和铁基体系中观察到圆顶形的超导相图(TM = Co,Ni)掺杂可使Ca_(0.94)La_(0.06)Fe_(2As)_2在35 K附近产生高温超导,其在固有自旋密度波/反铁磁性(SDW/AFM)状态的完全抑制之前突然出现。出乎意料的是,高Tc超导性的起始临界温度对于宽范围的TM掺杂保持恒定。可能的外在因素,如相分离,化学不均匀性,和载流子抵消效应都被排除在外。这种与载流子密度无关的反常超导现象与La_(2-x)Sr_xCuO_(4-La_2CuO_(4))双层膜系统中的界面超导现象非常相似。进一步验证二维(2D)超导性的Tinkham的角依赖临界场模型,以及由角度分辨的磁阻测量共同支持的界面效应诱导的高Tc超导性的想法。
2016-04-11 cond-mat.supr-con
Doping-insensitive density-of-states suppression in polycrystalline iron-based superconductor SmO$_{1-x}$F$_{x}$FeAs
利用高分辨角积分光电子能谱研究了铁基超导体SmO_(1-x)F_xFeAs(x=0,0.12,0.15,0.2)的态密度随温度的变化。随着温度的降低,在所有样品中都观察到了态密度的抑制,揭示了两个特征能量标度(10 meV和80 meV)。然而,没有观察到明显的掺杂依赖性。我们认为10 meV的抑制是由于掺杂无关的正常态赝能隙,一旦进入超导态,赝能隙就变成了超导能隙,并警告说80 meV的抑制可能是多晶样品的人为现象。
2008-05-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Extraordinary quasiparticle scattering and bandwidth-control by dopants in iron-based superconductors
由于晶体结构和掺杂方式的不同,铁基超导体的相图呈现出极大的多样性。利用角分辨光电子能谱(ARPES)系统地研究了化学取代对不同系列铁基超导体电子结构的影响。除了异价掺杂对费米面拓扑结构的控制外,我们还发现了两个更为显著的掺杂效应:1。准粒子散射的网站和带的依赖性;更重要的是2。在铁-阴离子层中通过等价和异价掺杂剂的普遍和显著的带宽控制。此外,我们还发现,通过施加化学压力或掺杂电子都可以实现带宽控制,但不能通过掺杂空穴来实现。这些结果与本文提供的其他结果一起,完成了掺杂剂的电子效应的微观图像,这有助于统一理解各种铁基超导体的各种相图和许多公开问题的解决方案。
2014-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological Vortex Phase Transitions in Iron-Based Superconductors
我们研究铁基超导体中的拓扑涡旋相。除了先前已知的涡旋端Majorana零模(MZMs)相位源于存在一个三维(3D)强拓扑绝缘体状态,我们表明,有另一个拓扑非平凡的阶段,铁基超导体可以掺杂超导3D弱拓扑绝缘体(WTI)。超导三维WTI中的涡旋束缚态表现出两种不同的量子态,一种是具有体MZM对的健壮节超导相,另一种是在一定掺杂水平范围内具有单涡旋端MZM的全能隙拓扑非平凡超导相.此外,我们预测和总结了铁基超导体中的各种拓扑相,发现载流子掺杂和层间耦合可以驱动系统在这些不同的拓扑相之间发生相变。
2019-01-10 cond-mat.supr-con
Quantum oscillations in the parent magnetic phase of an iron arsenide high temperature superconductor
我们报告量子振荡测量SrFe 2As 2-这是一个反铁磁的铁砷化物家庭的超导体-已知成为超导下掺杂和压力的应用。在液氦温度范围内,在20 - 55 T之间振荡的磁场和温度依赖性表明,电子激发是费米液体的电子激发。我们表明,所观察到的费米表面包括小口袋是一致的形成的自旋密度波。因此,我们的测量表明,高Tc超导性可以发生在掺杂或加压的常规金属自旋密度波状态。
2008-11-17 cond-mat.supr-con
Evolution of superconducting gap anisotropy in hole-doped 122 iron pnictides
基于最近的实验结果,我们研究了122个铁磷族化合物中超导能隙各向异性随空穴掺杂的演化。采用泛函和弱耦合重整化群方法(FRG和WRG),分析了不同空穴掺杂x下有效122模型能带结构的费米面不稳定性,并由主导超导不稳定性导出了带隙各向异性.在从共线磁性到s_{\pm} -波的过渡区,其中存在强相关性,我们采用FRG来识别与新的实验结果定性一致的带隙各向异性的非单调变化。从在弱耦合极限中渐近精确的WRG,我们发现了作为空穴掺杂的函数的s_{\pm} -波到d-波的转变,补充了来自FRG的先前发现[Eschalale等人,物理修订版信函107,117001(2011)]。作为x的函数,s_{\pm}波的间隙各向异性朝向向d波的转变单调增加。
2016-07-01 cond-mat.supr-con
Coexistence between superconducting and spin density wave states in iron-based superconductors: Ginzburg-Landau analysis
通过分析铁磷族化合物的多级Ginzburg-Landau自由能,研究了超导(SC)级和公度自旋密度波(SDW)级之间的相互作用。我们特别感兴趣的是掺杂诱导的两个状态之间的过渡是否是一阶的,或两个纯相分离的中间相共存的SC和SDW订单。对于完美的嵌套,这两种顺序并不共存,因为SDW顺序,首先出现,间隙的整个费米表面留下没有空间的SC发展。当由于电子带的椭圆性或掺杂引起的空穴和电子的化学势差而导致嵌套不完美时,SDW有序仍然留下修改的费米面,因为SDW磁性不太强,并且SC有序可能发展。我们表明,只有当椭圆率和掺杂之间的某些关系得到满足时,这两个订单共存。特别地,在补偿金属中,单独的椭圆率不足以使两个阶数共存。
2009-12-18 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
Distinctive Doping Dependence of Upper Critical Field in Iron-Based Superconductor LaFeAsO$_{1-x}$H$_{x}$
本研究通过105 T强磁场测量发现,不同掺杂浓度的铁基超导体LaFeAsO$_{1-x}$H$_x$上临界场行为不同,暗示两类样品可能具有不同的超导配对对称性。
2023-08-24 cond-mat.supr-con
Heavy Electron doping-induced antiferromagnetic phase as the parent for iron-oxypnictide superconductor LaFeAsO1-xHx
我们进行传输测量和能带结构计算的电子掺杂LaFeAsO 1-xHx在很宽的范围内的x从0.01到0.66。电阻率的T^2和sqrt(T)依赖性分别在x ~ 0.17和0.41处观察到。对于0.45 < x < 0.58和T < TN,在没有自旋密度波带隙打开的情况下RH的符号变化以及在x = 0.5处计算的非嵌套费米表面指示与非掺杂样品处的自旋密度波相位相比,AF 2的更局域化的性质。考虑到能带计算的结果和Hund规则耦合的有限尺寸,正常导电态随x的变化可以合理地解释为由于在接近半满状态的窄反键3dxy带中有效库仑排斥的增加而引起的相干标度的强烈降低。从顺磁体到AF 2的以下转变被理解为在低温下具有大熵的较少屏蔽自旋的猝灭或有序化。这些结果表明,在很宽的掺杂范围内的LaFeAsO 1-xHx的正常导电性能的强烈影响的非相干区域的本地自旋。因此,我们得出结论,在LaFeAsO 1-xHx的母相不是自旋密度波,但AF 2,这可能是主要负责的奇异超导性质的1111型相比,其他铁磷属元素化物。
2016-07-05 cond-mat.supr-con
London Penetration Depth in Iron - based Superconductors
伦敦穿透深度的测量是研究多带超导性的敏感工具,它为铁基超导体的行为提供了一些重要的见解。我们首先简要回顾了“实验友好的”自洽的艾伦伯格模型,该模型将可测量的超流密度和超导带隙的结构联系起来。然后,我们专注于\BaFe衍生的材料,其结果是一致的:1)两个不同的超导带隙; 2)发展强的面内带隙各向异性与偏离最佳掺杂; 3)沿$c-$方向在高度过掺杂制度的间隙节点的外观; 4)显着的对断裂,可能是由于电荷掺杂; 5)如果去除散射,则在最佳掺杂下的完全带隙(指数)本征行为(在“自掺杂”化学计量LiFeAs中探测); 6)磁有序状态和超导性之间的竞争,其确实共存于欠掺杂化合物中。总的来说,虽然铁基超导体的行为有共同的趋势,但间隙结构是非通用的,并且对掺杂水平敏感。在一般的$s_{\pm}$框架内,可能的间隙结构的丰富多样性是导致观察到的行为的原因,这是合理的。
2011-07-04 cond-mat.supr-con
Systematic ^{75}As NMR study of the dependence of low-lying excitations on F doping in the iron oxypnictide LaFeAs(O_{1-x}F_{x})
本文报道了LaFeAs(O $_{1-x}$ F $_{x}$)($0\le x\le0.14$)的系统的$^{75}$ As NMR研究.在相界附近的$x=0.04$,从电阻率,自旋-晶格弛豫速率$1/T_1$和NMR谱测量,我们发现在$T_N\simeq 30$ K弱磁序。反铁磁(AFM)的波动证明通过$1/T_1$抑制显着与F掺杂,并观察到没有明显的AFM波动的赝隙行为在$x=0.11$ $T_c$是最大的。这种显着的抑制$1/T_1T$ F-掺杂,而$T_c$几乎保持不变,表明低能量AFM波动探测$^{75}$作为NMR不发挥关键作用的超导性。
2009-06-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Violation of the Wiedemann-Franz law as an evidence of the pseudogap in the iron-based superconductor Ba(Fe1-xCox)2As2
测量了Ba(Fe_(1-x)Co_x)_2As_2(x = 0,0.045,0.06和0.244)单晶在1.4 - 300 K温度范围和12.5 T磁场下的纵向和横向输运系数。由此产生的数据被用来确定的霍尔洛伦兹数(Lxy)的温度依赖性和它的演变与掺杂。Lxy由电子对热导率和电导率的贡献定义,并且发现它不同于其正则行为。这表明在中间掺杂的样品中出现了赝能隙。
2015-05-26 cond-mat.supr-con
Fermi-Suface Evolution by Transition-metal Substitution in the Iron-based Superconductor LaFeAsO
我们研究了Co和Ni取代对铁基超导体LaFeAsO电子结构的影响。我们执行{ \it ab initio}超原胞计算,展开第一布里渊区(BZ),计算正常原胞在BZ中的光谱函数。实空间中的电荷密度分布表明,掺杂的额外电子被束缚在Co(Ni)原子周围。这似乎意味着Co(Ni)取代不起载流子掺杂的作用。然而,目前的动量-空间分析表明,费米面体积确实通过替代而膨胀,这可以很好地用刚性带位移来描述。通过考虑到这种有效的掺杂,我们讨论是否符号反转s波($s_{\pm}$波)的情况下是与实验兼容。
2011-11-07 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
Superconductivity induced by cobalt doping in iron-based oxyarsenides
近年来,化学掺杂已成为诱导超导电性的一个重要策略,特别是在复杂化合物中。区别的例子包括Ba掺杂的La $_2$ CuO $_4$(第一高温超导体)、K掺杂的BaBi O $_3$、K掺杂的C $_{60}$和Na $_{x}$ CoO $_{2}\cdot y$ H $_{2}$ O。最近的例子是F掺杂的LaFeAsO,它导致了一类新的高温超导体。人们注意到,所有上述掺杂剂都是非磁性的,因为磁性原子通常会破坏超导库珀对。此外,掺杂位置在(超)导电结构单元(层或框架)之外。本文报道了在LaFe $_{1-x}$ Co $_{x}$ AsO的(超导)活性Fe $_2$ As $_2$层中掺入磁性元素Co实现超导电性。在令人惊讶的小的Co掺杂水平的$x$ =0.025,在母体化合物中的反铁磁自旋密度波跃迁被完全抑制,并与$T_c\sim $ 10 K的超导性出现。随着Co含量的增加,$T_c$在$x\sim 0.075$处显示出13 K的最大值,然后在$x$ =0.15处下降到低于2 K。这一结果表明以前的铜氧化物超导体和现在的铁基砷化物超导体之间有本质的区别。
2008-07-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting properties of the oxygen-vacant iron oxyarsenide TbFeAsO1-x from underdoped to overdoped compositions
一个宽范围的掺杂,实现了高压方法从“下掺杂”到“过掺杂”的超导组合物TbFeAsO 1-x在整个优化的超导性(Tc为44 K)。Tc与晶格常数的关系显示出圆顶形特征,而Tc与晶格常数的关系可能在掺杂范围内遵循独特的经验曲线。在LnFeAsO 1-x系中,由于置换Tb比其它Ln(稀土类元素)少,因此每分子式单位中引入了相对大量的氧空位,最高达0.3个。
2009-08-13 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
Iron pnictides: Single crystal growth and effect of doping on structural, transport and magnetic properties
我们证明了大的,独立的铁磷属元素化物单晶的制备与尺寸高达20 × 10 × 1毫米3,在氩气气氛下使用氧化锆坩埚中的溶剂。研究了钾掺杂对化合物结构和超导性能的影响。在BaFe_2As_2单晶中,由于Sn溶剂的生长,自熔性的自旋密度波(SDW)异常从Ts ~138 K移动到Ts ~85 K。我们表现出直接的证据,纳入锡的Fe网站。电阻率数据表明,Ba_(0.68)K_(0.32)Fe_(2As)_2单晶具有一个陡峭的超导转变温度Tc~38.5 K。磁化率数据证实了近100%的屏蔽分数和超导体的整体性质的单晶。Sr_(0.85)K_(0.15)Fe_(2As)_2单晶在Tc~25 K发生了一个急剧的相变。有直接的证据表明,在低掺杂制度的Sr 1-xKxFe 2As 2单晶的SDW和超导性的共存。掺杂效应以及两个序参量共存的结构影响进行了讨论。
2009-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Importance of Fermi surface and magnetic interactions for the superconducting dome in electron doped FeSe intercalates
铁硫属化物超导体的范德华能隙可以插入各种无机和有机化合物,这些化合物改变铁层的电子掺杂水平。在Lix(C3N2H10)0.37FeSe中,已报道在x = 0.06至x = 0.68的掺杂范围内发生超导转变温度Tc的圆顶。我们采用密度泛函理论和自旋涨落理论相结合的方法从理论上描述了超导转变温度的演化。我们清楚地证明了电子结构的变化如何支持超导Tc的增加。然而,在高掺杂水平的Tc的抑制,只能通过分析的磁倾向,从低掺杂的条纹型演变到高掺杂的双共线的理解。
2020-05-13 cond-mat.supr-con
Thermodynamics of the Quantum Critical Point at Finite Doping in the 2D Hubbard Model: A Dynamical Cluster Approximation Study
在动力学集团近似下研究了二维哈伯德模型的热力学性质。为了避免系统误差的影响,我们采用连续时间量子蒙特卡罗方法作为团簇求解器。我们发现,在一个临界填充,有一个明显的峰值,在熵除以温度,S/T,并在归一化的双重占有作为掺杂的函数。在这种填充情况下,我们发现比热除以温度,即C/T,随着温度的降低而强烈增加,动能和势能的变化类似于T^2 ln(T)。这些都是量子临界行为的特征。
2009-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Discovery of a novel 112-type iron-pnictide and La-doping induced superconductivity in Eu1-xLaxFeAs2 (x = 0 ~ 0.15)
我们报告了一种新的112型铁磷属元素化物EuFeAs 2的发现和表征,La掺杂诱导的一系列Eu 1-xLaxFeAs 2的超导电性。固相反应法合成的多晶样品仅在1073 K附近的一个很窄的温度窗口内进行。还从助熔剂法生长了尺寸约为100 μ m的小单晶。通过单晶X射线衍射分析确定其晶体结构为单斜晶系,空间群为P21/m。通过电阻率和磁化率的测量,我们发现母体化合物EuFeAs 2在110 K附近表现出与Fe 2+相关的反铁磁/结构相变,在40 K附近表现出与Eu 2+相关的反铁磁相变。La掺杂抑制了Eu0.85La0.15FeAs2的相变,并诱导了Tc ~ 11 K的超导转变.
2016-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con