我们报告的化学计量的Sr $_2$ IrO $_4$单晶的生长,这使我们能够揭示其内在的磁性。本文研究了助熔剂法生长晶体时不同生长条件的影响。我们发现,磁响应非常敏感地依赖于生长条件的细节。我们评估的缺陷浓度的基础上磁化,X射线衍射,拉曼散射,和光学电导率测量。我们发现,具有低浓度的电子活性缺陷的样品显示出大大减少的间隙光谱重量的光学电导率和明显的两个磁振子峰的拉曼散射光谱。在生长过程中长时间暴露在高温下导致更高的缺陷浓度,这可能是由于氧空位的产生。通过改变生长温度,我们进一步证明了Sr $_2$ IrO $_4$和Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$相的系统共生。因此,我们的研究结果强调,揭示内禀磁性的Sr $_2$ IrO $_4$和相关材料需要严格控制的晶体生长过程。
英文摘要:
We report on the growth of stoichiometric Sr$_2$IrO$_4$ single crystals, which allow us to unveil their intrinsic magnetic properties. The effect of different growth conditions has been investigated for crystals grown by the flux method. We find that the magnetic response depends very sensitively on the details of the growth conditions. We assess the defect concentration based on magnetization, X-ray diffraction, Raman scattering, and optical conductivity measurements. We find that samples with a low concentration of electronically active defects show much reduced in-gap spectral weight in the optical conductivity and a pronounced two-magnon peak in the Raman scattering spectrum. A prolonged exposure at high temperature during the growth leads to higher defect concentration likely due to creation of oxygen vacancies. We further demonstrate a systematic intergrowth of Sr$_2$IrO$_4$ and Sr$_3$Ir$_2$O$_7$ phases by varying the growth temperature. Our results thus emphasize that revealing the intrinsic magnetic properties of Sr$_2$IrO$_4$ and related materials requires a scrupulous control of the crystal growth process.
Crystal growth and phase diagram of 112-type iron pnictide superconductor Ca1-yLayFe1-xNixAs2
本文报道了新发现的112型铁基超导体Ca $_{1-y}$ La $_{y}$ Fe $_{1-x}$ Ni $_{x}$ As $_{2}$的晶体生长和表征。用少量的Ni取代Fe后,在高质量的单晶中成功地获得了体积超导性,其尺寸可达6 mm。电阻率测量表明,在此112型铁磷属元素化物中,输运性质具有共同的特征,表明化学掺杂剂具有较强的散射性。结合由弹性中子散射测定的超导转变温度$T_c$和Neel温度$T_N$,我们绘制了Ni和La掺杂的三维相图。
Origin and dynamics of umbrella states in rare-earth iron garnets
稀土铁石榴石$R_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$是一种具有多种磁相的迷人绝缘体。它们在自旋电子器件中的强大潜力促使人们对它们的低温自旋结构和自旋波动力学的研究重新产生了兴趣。具有$R$ -离子的稀土石榴石的一个显著特征表现出像Tb-、Dy-、Ho-和Er-离子那样的强晶场效应,这是观察到以稀土磁矩的“伞状”排列为特征的低温非共线磁性结构。在这项研究中,我们表明,这种伞磁状态自然出现的晶体场各向异性的稀土离子。通过一个一般的模型,只赋予必要的元素,从晶体结构,我们展示了伞状自旋结构可以发生和计算的倾斜角作为一个结果之间的竞争的交换相互作用的稀土和铁离子以及晶体场的各向异性。我们的研究结果与实验数据进行了比较,极化自旋波动力学的研究。我们的研究提高了伞形自旋结构的理解,并为更复杂的自旋波计算与非共线磁相的稀土铁石榴石铺平了道路。
Investigation of the crystal and magnetic structures of the trigonal multiferroic iron-boracite Fe3B7O13(OH)
本文用中子衍射方法研究了三方晶系铁硼石Fe_3B_7O_(13)X(X = OH)的晶体结构和磁性。中子衍射使我们能够找到羟基的氢原子,并确定磁性基态的这个成员的多铁性硼酸盐家庭。没有证据表明磁有序状态的单斜畸变。磁对称性允许磁电和铁电性质。TN的氮平衡温度为4.86(4)K,证实了硼质岩中TN从X = I > Br > Cl > OH降低的总趋势。令人惊讶的是,虽然Fe 3 B 7 O 13 OH在Fe 3 B 7 O 13 X系列中表现出与$|θ/T_N| = 5.6$的最大挫折,但使用中子衍射未发现磁矩的降低。
Evolution of crystal field and intraionic interactions in the ilmenite $A$IrO$_3$ ($A$ = Mg, Zn, Cd) and hyperhoneycomb $β$-ZnIrO$_3$
Tokyo University of Agriculture and Technology(东京农工大学);National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology(量子与放射线科学研究所);Tohoku University(东北大学)
The intrinsic electronic phase diagram of iron-oxypnictide superconductors
我们提出了第一个全面的推导的铁氧铌酸盐超导体在正常状态下的电阻率$ρ$的LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$和SmFeAsO $_{1-x}$ F $_x$的掺杂范围宽的基础上的分析。我们的数据为这些新材料中不寻常的正常状态属性提供了明确的证据。特别地,在低掺杂水平下超导性的出现伴随着正常状态的$ρ$中的明显异常输运行为,这让人想起母体材料中的自旋密度波(SDW)特征。在较高的掺杂水平下,LaFeAsO $_{1-x}$ F $_x$的$ρ$显示出从这种赝隙状行为到费米液体状行为的明显转变,模仿了铜酸盐的相图。此外,我们的数据揭示了异常特征的强度和超导相的稳定性之间的相关性。在SmFeAsO $_{1-x}$ F $_x$中,超导电性增强,类赝隙特征增强,而在具有类费米液体行为的掺杂区,超导电性降低,类赝隙特征消失.
Iron substitution in NdCoAsO: crystal structure and magnetic phase diagram
报道了用Fe代替NdCoAsO中少量Co的效果。多晶材料的组成NdCo 1-xFexAsO(x = 0.05,0.10,0.15,和0.20)进行了研究,并与以前的报告NdCoAsO的结果进行了比较。粉末X射线衍射数据的Rietveld分析表明,随着Fe取代过渡金属(T)位上的Co,T-As距离增加,并且围绕T位的As四面体变得更加规则。电阻率和磁化强度的测量表明,三个磁性相变在NdCoAsO被抑制Co被Fe取代,这些转变没有观察到高于1.8 K x = 0.20。在此基础上,绘制了NdCoAsO-NdFeAsO系统富Co侧的磁相图。
Preferred Spin Excitations in the Bilayer Iron-Based Superconductor CaK(Fe$_{0.96}$Ni$_{0.04}$)$_4$As$_4$ with Spin-Vortex Crystal Order
自旋轨道耦合(SOC)是理解铁基超导体磁驱动超导性的关键,铁基超导体中既有局域电子又有巡游电子,轨道角动量不完全猝灭。在这里,我们报告的中子散射研究双层化合物CaK(Fe $_{0.96}$ Ni $_{0.04}$)$_4$ As $_4$的超导性共存的非共线自旋涡旋晶体磁序,保持四重对称的Fe-Fe平面。在超导态下,由于双层耦合,发现了两个具有$L$奇、偶对称性的自旋共振模,其结构类似于未掺杂的化合物CaKFe $_4$ As $_4$,但能量较低.极化分析表明,奇模是$c-$轴极化的,低能自旋各向异性在高温下可以保持到顺磁相,这与其他具有面内共线和$c-$轴双轴磁序的系统非常相似。这些结果提供了铁磷族化合物超导体中SOC效应的缺失部分,并且还建立了一个共同的图片,即$c-$轴优选的磁激发低于$T_c$,而不管磁图案或晶格对称性的细节。
Crystal growth and characterization of a hole-doped iron-based superconductor Ba(Fe$_{0.875}$Ti$_{0.125}$)$_2$As$_2$
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Raja Ramanna Centre for Advanced Technology(拉贾·兰纳高级技术中心);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴哈国家研究所)
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。