Pnictide Half-Dirac Nodal Quasiparticle Scaling Properties in Vortex State
本文研究了具有“半狄拉克”节点的磷族元素化物准粒子在磁场作用下涡旋态的标度性质。通过计算态密度,我们的目标是在涡旋态中找到最近几个工作在非涡旋态中预测的非Simon-Lee标度的形式。通过对Bogoliubov-de Genne哈密顿量的精确对角化和有限尺寸标度,我们发现在没有磁场的情况下,一个$N(E)\sim \sqrt{E}$幂律与分析预测一致。我们首先研究了无涡旋的均匀磁场的假设情况,然后通过用超流速度和Berry规范场表示BdG哈密顿量来适当地处理磁场诱导的涡旋晶格。这两种计算结果是一致的。定量分析了各向异性色散对涡旋晶格标度性质的影响,并从非涡旋态的尺度分析中发现,涡旋晶格间距将标度为$d'_y\sim s^{-η}d'_x $,其中$1/2\leq η\leq1$和$s\sim H^2/3$与$η=1/2$相比.一个非常重要的预测也作出了上限值的“异常尺寸”$δ$的状态密度与磁场的标度,我们发现是$δ\leq1/2$,一个数量,不能确定由以前的纯分析工作和数量,可以通过实验测量。
2012-11-14 cond-mat.supr-con
Electron-phonon coupling and charge gap in spin-density-wave iron-pnictides from quasiparticle relaxation dynamics
利用飞秒光抽运-探测光谱研究了具有自旋密度波(SDW)有序性的非掺杂SrFe_2As_2的准粒子弛豫和低能电子结构。在SDW转变温度T_SDW = 200 K处观察到准粒子弛豫动力学的显著临界慢化。根据瞬态反射率幅度的温度依赖性,我们确定了SDW状态电荷间隙幅度,2 Δ_SDW/k_BT_SDW=7.2 ± 1。由T_SDW以上的弛豫时间确定的Eliashberg函数的二阶矩,λ <(hbar omega)^2>=110+-10 meV ^2,与SmFeAsO和BaFe_2As_2相似,表明电子-声子耦合常数相当小,除非电子-声子谱函数(α ^2 F(omega))在低能声子区被强烈增强。
2010-02-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic dispersion anomalies in the iron pnictide superconductor Ba_{1-x}K_xFe_2As_2
铁-磷属元素化物超导体中的配对机制仍然是未知的。然而,与铜酸盐高温超导体的相似性表明,可能有类似的机制在起作用。最近,仔细的实验研究的自旋激发光谱显示,像在铜酸盐,一个强烈的温度依赖性在正常状态和超导状态的共振功能。受这些发现的启发,我们开发了一个模型的电子相互作用的温度依赖的磁激发光谱的基础上,这些实验观察。我们用它分析了Ba{1-x} KxFe_2As_2晶体的角分辨光电子能谱和隧穿谱。我们再现与实验的准粒子色散在正常和超导状态,和准粒子的线宽对结合能的依赖性的重正化定量协议。我们估计电子和自旋激发之间的耦合强度。我们的研究结果支持的配对机制的可能性,主要基于这样的耦合。
2010-09-04 cond-mat.supr-con
Quasiparticle scattering interference in iron pnictides: A probe of the origin of nematicity
在本文中,我们研究了铁磷族化合物的磁和轨道方案的基础上,分别在磁向列相准粒子散射干涉(QPI)。在自旋密度波(SDW)状态下,QPI图案在SDW带隙的能量区域中表现出二聚体结构,其取向沿着SDW顺序的铁磁方向。当能量增加到费米能级附近时,它沿同一方向呈现两组二聚体。QPI模式的二聚体结构持续与磁驱动的双折射相位的SDW相关长度的减少,虽然它往往合并在一起的散射模式与费米能级附近的能量。而在轨道情况下,QPI模式在较宽的能量范围内呈现二聚体结构。随着能量的增加,它发生π/2的转动,这与轨道阶引起的两个Dirac节点能量的不相等有关。这些不同的特征可以用来探讨或区分两种类型的报复性情景。
2016-12-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Homogeneous Fermion Superfluid with Unequal Spin Populations
几十年来,传统的观点是,s波BCS超流体不能支持均匀的自旋极化,由于在准粒子激发谱的间隙$Δ$。我们表明,这是一个伪像的解雇准粒子相互作用$V_{qp}^{}$在传统的方法在一开始。这种相互作用可以引起基态的三重态波动,从而在“磁场“$h<Δ$处产生非零自旋极化。由此产生的基态是"BCS真空”上准粒子的配对态。对于足够大的$V_{qp}$,么正性的自旋极化具有简单的形式$m\propto μ^{1/2}$。我们的研究是由最近的实验在赖斯发现了一个均匀的超流态与均匀的自旋极化的证据。
2006-02-24 cond-mat.supr-con
Ultrafast quasiparticle dynamics in superconducting iron pnictide CaFe1.89Co0.11As2
利用飞秒时间分辨泵浦-探测光谱技术研究了超导CaFe_(1.89)Co_(0.11)As_2单晶的非平衡态准粒子弛豫动力学。载流子动力学反映了激光沉积能量的三通道衰减,其特征时间尺度从几百飞秒到几纳秒不等,其中各个电子弛豫分量的振幅和时间常数在自旋密度波(T_SDW ~ 85 K)和超导(T_SC ~ 20 K)相变温度附近显示出显著的变化。超导态的准粒子动力学揭示了具有约化间隙值2 $Δ$ _0/k_BT_SC ~ 1.8的电荷间隙。我们已经确定的电子-声子耦合常数$\lemda$为~ 0.14,从温度依赖的弛豫时间在正常状态下,一个值接近那些报告的其他类型的pnictides。从超导和自旋密度波相变之间的中间温度区域中的载流子动力学的特有的温度依赖性,我们推断与自旋有序相相关联的电荷间隙是最大的,并且在接近两个相变温度时在两侧关闭的温度标度。
2013-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gap-dependent quasiparticle dynamics and coherent acoustic phonons in parent iron pnictide CaFe2As2 across the spin density wave phase transition
利用飞秒时间分辨泵浦-探测光谱技术研究了非掺杂CaFe_2As_2铁磷族化合物单晶的超快准粒子动力学和相干声学声子,在TSDW ~ 165 K的温度范围内观察到自旋密度波和结构相变.指数衰减的QP弛豫和振荡的相干声学声子模对瞬态微分反射率的贡献在T_SDW附近有很大的变化。从温度依赖性的QP复合动力学的SDW阶段,我们估计了BCS类温度依赖性的电荷间隙与它的零温度值~(1.6+/-0.2)k_BT_SDW,而,远高于T_SDW,电子-声子耦合常数已被估计为~0.13的线性温度依赖性的QP弛豫时间。用传播应变脉冲模型分析了典型周期为~100 ps的长波相干声学声子,得到了3 K ~ 300 K温度范围内晶体的光学常数、声速和弹性模量的重要结果。
2013-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasi-one Dimensional Nanostructures as Sign of Nematicity in Iron Pnictides and Chalcogenides
杂质散射导致准一维纳米尺度调制的局域态密度的铁pnictides和硫属化物。这种“准粒子干涉”的功能是非常相似的各种pnictide和硫属化物阶段,这表明一个共同的起源。我们表明,一个统一的理解的实验,可以通过简单地调用一个四重对称破缺$d_{xz}-d_{yz}$轨道分裂,已经建议的实验的幅度。这可以解释在这些材料中观察到的正交晶系、四方晶系、顺磁晶系以及自旋密度波和超导态的局域态密度的一维特性。
2018-11-19 cond-mat.supr-con
Antiferromagnetism in Iron-Based Superconductors: Selection of Magnetic Order and Quasiparticle Interference
最近在铁基层状磷属化合物(T_c在26 - 56 K之间)中发现的超导电性引起了人们对这类材料物理的极大兴趣。在这里,我们回顾了一些特殊的反铁磁序的铁磷属元素,包括选择的条纹磁序和形成的伊辛-伊辛态在未折叠的BZ内的巡回描述。此外,我们还分析了反铁磁母相中的准粒子干涉谱的性质。
2014-02-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Analysis of transport properties of iron pnictides: spin-fluctuation scenario
基于自旋涨落耦合的简化双带模型,提出了铁磷属元素化物正常态准粒子散射和输运弛豫的唯象理论。在类比与铜酸盐的异常性质,它表明,一个大的和异常的正常状态的电阻率和热电势可以解释为强耦合到自旋波动的后果。本文还讨论了对超导相的推广。
2009-07-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Testing the sign-changing superconducting gap in iron-based superconductors with quasiparticle interference and neutron scattering
利用材料的特殊能带结构和超导带隙特性,对铁磷族化合物和层状铁硒化合物的准粒子干涉(QPI)谱和非弹性中子散射(INS)谱进行了唯象计算.由于QPI谱和INS谱都是由于Bogolyubov准粒子的散射而产生的,它们表现出散射矢量和能量尺度的一一对应关系。我们表明,这两个光谱相互补充,以这样一种方式,一个比较研究允许一个提取的定量和明确的信息有关的基本配对结构和相位的SC差距。由于SC间隙的无节点和各向同性性质,QPI和INS图都集中在磷族元素化物中的仅两个能量(两个SC间隙)和硒化铁中的一个能量,而用于SC间隙的符号改变和相同符号的散射的相关联的散射矢量q在这些光谱之间改变。所得结果,特别是对新的铁硒化合物,可用于测试这类高温超导体中的无节d波配对。
2012-03-22 cond-mat.supr-con
Local quasiparticle density of states of superconducting SmFeAsO$1-x$F$x$ single crystals: Evidence for spin-mediated pairing
本文用扫描隧道谱研究了微米级SmFeAsO $_{1-x}$ F $_{x}$单晶的局域准粒子态密度。光谱特征类似于那些铜酸盐,特别是一个dip-hump-like的结构开发的能量大于间隙,可以归因于准粒子的耦合到一个集体模式,很可能是一个共振自旋模式。我们的研究揭示了集体模的能量随着对强度的增加而减小。我们的研究结果支持自旋涨落介导的配对在pnictides。
2010-08-11 cond-mat.supr-con
Anomalous normal-state properties of iron pnictides: phenomenological theory
本文采用基于简化双带描述的准粒子弛豫唯象理论和自旋涨落诱导的带间耦合,分析了电子掺杂铁磷属元素化合物Ba(Fe_(1-x)Co_x)_2As_2的近期正常态输运数据。电阻率,热电势和霍尔常数的温度依赖性进行了评估。结果表明,它们的反常行为出现的实验可以一致地描述在同一框架内假设也非费米液体自旋波动。
2010-03-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Distinct pseudogap and superconducting state quasiparticle relaxation dynamics in near-optimally doped SmFeAsO0.8F0.2 single crystals
本文利用飞秒光谱技术研究了一种T_c= 49.5K的准最佳掺杂磷属元素化物超导体的准粒子弛豫和低能电子结构。结果表明,超导态准粒子(QP)复合动力学过程具有明显的多重弛豫过程,表现出与T相关的超导能隙,并在200 K附近出现明显的“赝能隙”(PG)特征,表明在T_c以上存在一个与温度无关的能隙,其大小为Δ_PG= 61 ± 9 meV。SC和PG分量均显示饱和度是能量密度的函数,饱和度阈值分别约为0.15 \muJ /cm ^2和1.5 \muJ /cm ^2。
2008-10-06 cond-mat.supr-con
Disorder-induced topological change of the superconducting gap structure in iron pnictides
在具有非常规配对机制的超导体中,激发谱中的能隙通常具有节点,这允许在低能量下的准粒子激发。在许多情况下,例如$d$波铜氧化物超导体,节点的位置和拓扑结构由对称性强加,因此无间隙激发的存在被保护免于无序。在这里,我们报告的观察铁磷族化合物超导体的间隙结构的明显变化,增加杂质散射。通过电子辐照在BaFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_x$)$_2$晶体中连续引入点缺陷,从低温穿透深度测量中发现,结态转变为完全带隙激发的无结态。此外,在进一步的辐射下,带隙状态演变成另一个无隙状态,提供了大量的证据,非传统的符号变化$s$波超导性。这表明,超导能隙的拓扑结构可以由无序控制,这是铁磷属化物的一个惊人的独特特征。
2014-05-29 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
Anomalous Magnetic Susceptibility in Iron Pnictides: Paramagnetic Phase
在铁Pnictides的量子顺磁正常状态中,观察到自旋磁化率的异常温度依赖性,以及NMR中的自旋间隙,是一种不寻常的金属状态的特征。我们认为,这两个异常的功能是与一个广泛的波动制度为主的动态,短程和沮丧的自旋相关强相关金属。使用LDA+DMFT,我们表明,这两个功能可以定量地理解在掺杂的铁磷族化合物。我们认为,这样的自旋相关性自然出现在莫特内斯的情况下,一个有效的,二元描述涉及共存的重整化准粒子和有效的本地化时刻,所产生的同一组d带。
2009-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous Zeeman response in coexisting phase of superconductivity and spin-density wave as a probe of extended $s$-wave pairing structure in ferro-pnictide
在铁磷族元素化合物的几个成员中,自旋密度波(SDW)有序与超导性在一定范围内的掺杂共存。本文研究了这种共存态的反常磁塞曼响应,并指出它可以用来确定扩展的s波带隙结构以及共存相的超导带隙结构。随着外加磁场的增加,超导带隙呈现出强烈的各向异性减小,这种各向异性与超导相的带隙结构直接相关。讨论了STM测量的准粒子干涉中这种效应的特征,以及磁场中的热输运。对于节点SC间隙的化合物,我们表明,节点被删除后,形成SDW。有趣的是,在原来的节点区域中产生的间隙的大小是各向异性的节点在费米表面上的位置与SC配对的形式直接连接。
2010-06-21 cond-mat.supr-con
Power Law Like Correlation between Condensation Energy and Superconducting Transition Temperatures in Iron Pnictide/Chalcogenide Superconductors: Beyond the BCS Understanding
通过对铁磷属元素化物/硫属元素化物超导体系的电子熵积分,确定了超导凝聚能$U_0^{int}$。结果表明,$U_0^{int}\propto T_c^n$的$n$ = 3 ~ 4,这与简单的BCS预测$U_0^{BCS}=1/2N_FΔ_s^2$形成鲜明对比,其中$N_F$为费米能级处的准粒子态密度,$Δ_s$为超导带隙.如果我们用$γ_n^{eff}$作为有效正常态电子比热系数,通过$U_0^{cal}=3γ_n^{eff}Δ_s^2/4π^2k_B^2$计算凝聚能,则类似的关联也成立。这表示$m$ = 1至2的一般关系$γ_n^{eff} \propto T_c^m$,这不是BCS方案所预测的。提出了一个基于量子临界性的图像来解释这一现象。
2014-02-27 cond-mat.supr-con
Orbital Order and Spontaneous Orthorhombicity in Iron Pnictides
越来越多的实验表明,在铁磷属元素的正交电子各向异性,在某些情况下,在温度远高于自旋密度波过渡。这些实验包括中子散射,电阻率和磁阻测量,以及各种光谱。我们探讨的想法,这些各向异性源于一个共同的根本原因:轨道顺序表现在一个不平等的占领$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道,所产生的耦合自旋轨道自由度。我们强调总轨道占有(积分态密度),其中的序参量可能是小的,和费米能级附近的轨道极化,可以更明显的区别。我们还讨论了角度分辨光电发射的光偏振研究,并演示了如何X射线吸收线性二色性可用作一种方法来检测轨道序参量。
2010-09-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic Energy Gaps of Iron-based Superconductivity from Intra-band Quasiparticle Interference in LiFeAs
如果相邻Fe原子之间的强电子-电子相互作用介导了铁磷属元素化物超导体中的Cooper配对,那么在不同的电子能带i上应该出现特定的、明显的各向异性超导能隙Δ i(k)。本文介绍了用带内Bogoliubov准粒子散射干涉(QPI)技术测定LiFeAs材料中的Δ i(k)。我们识别出了三个类空穴带γ,α_2和α_1,并确定了它们的各向异性、大小和相对取向。这些测量将推进铁基超导中库珀配对机制的定量理论分析。
2012-05-11 cond-mat.supr-con
Andreev bound states in iron pnictide superconductors
最近,铁磷族化合物的Andreev束缚态被提出作为探测$s_\pm$ -波配对中相对负号的实验探针。虽然以前的理论研究证明了这种方法的可行性,但在中间带隙区域的局部态密度很小,使得在实验中很难检测到。我们重新审视这个重要的问题,从Bogoliubov-德Gennes哈密顿的正方形晶格适当的边界条件。显着的光谱权重在midgap制度被发现,导致在实验中容易检测的Andreev束缚态。动量分辨局域态密度出现峰值,并导致特定动量处准粒子干扰增强。我们分析了这些魔点的位置,并提出它们可以在实验中通过傅立叶变换扫描隧道光谱进行验证。
2009-11-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Disorder effects in pnictides : a tunneling spectroscopy study
本文报道了超导体FeSe_(0.5)Te_(0.5)(Tc = 14 K)、SmFeAsO_(0.85)(Tc = 45 K)和SmFeAsO_(0.9)F_(0.1)(Tc = 52 K)的合成和隧道谱研究。样品的特征在于Rietveld细化的X-射线衍射图和运输测量。对FeSe_(0.5)Te_(0.5)的隧穿实验表明,在类BCS隧穿电导谱中存在约1 meV的单一超导能隙。然而,在SmFeAsO 0.85和SmFeAsO 0.9F0.1中,观察到更复杂的光谱,其特征在于在~4 meV和~10 meV的两个间隙状结构。这些光谱定性地理解假设一个双带超导体的\pm '的序参量。我们发现,依赖于在两个频带中的配对振幅之间的符号关系,带间准粒子散射的隧穿谱的形状有着至关重要的影响。隧道光谱数据的详细分析支持的“的\pm”模型,但在FeSe 0.5Te 0.5中发现的单能隙光谱是更兼容的无序诱导的“s”-波带隙,由于Se-Te替代。
2010-07-21 cond-mat.supr-con
Determination of the pairing state in iron-based superconductors through neutron scattering
采用有效五轨道模型,考虑准粒子阻尼,计算了铁磷属元素化物s_{+-}和s_{++}超导态的自旋磁化率.对于实验估计的准粒子阻尼和超导能隙的大小,在波矢pi,0处的结果表明,s_{+-}态与中子散射实验更一致,而对于较大的准粒子阻尼和超导能隙,s_{++}态可以更一致。为了区分再现波矢~(pi,0)实验的两种情况,我们建议通过实验研究波矢~(pi,pi)。
2011-07-11 cond-mat.supr-con
Dimer Impurity Scattering, "Reconstructed" Nesting and Density-Wave Diagnostics in Iron Pnictides
虽然杂质诱导的纳米级电子无序在欠掺杂铁磷属元素中已被广泛报道,但其微观起源仍然难以捉摸。最近的扫描隧道显微镜(STM)测量揭示了二聚体型共振结构诱导钴掺杂。这些二聚体是随机分布的,但均匀地与反铁磁a轴对齐。提出了一种杂质诱导准粒子干涉图样的理论,它表明局域态密度发展出一种振荡图样,其特征在于{ \em重构}费米口袋的几何和轨道内容,沿b轴由口袋密度波(PoDW)阶数所控制.这种模式打破了$C_4$对称性,其大小和方向与STM实验中发现的二聚体共振相比较,暗示存在“隐藏”的PoDW顺序。更广泛地说,我们的理论聚光灯等纳米结构作为一个有用的诊断工具,在铁磷属元素的各种形式的秩序。
2012-06-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Structure of Neutron-Scattering Peak in both s++ wave and s+- wave states of an Iron pnictide Superconductor
在五轨道模型下,基于无规相位近似,研究了铁磷族化合物中具有符号反转(s+-)和不具有符号反转(s++)的全能隙s波态的中子散射谱.在s++波状态下,我们发现,一个突出的驼峰结构出现在光谱间隙上方,考虑到准粒子阻尼伽马由于强电子-电子相关:随着超导性的发展,减少伽马引起的间隙上方的光谱中的大的过冲。所得到的驼峰结构看起来类似于s+波状态下的共振峰,尽管后者状态下的峰的高度和重量大得多。在本研究中,实验观察到的宽光谱峰的铁磷属元素的自然再现假设的s++波状态。
2010-01-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle interference of C2-symmetric surface states in LaOFeAs parent compound
我们目前的扫描隧道显微镜研究的LaOFeAs母体化合物的铁磷属元素化物超导体。形貌成像揭示了两种类型的原子级平坦表面,分别对应于暴露的氧化镧层和砷化镓层。在一类表面上,我们观察到二维表面态的准粒子干涉引起的强驻波斑图。散射波矢的分布具有明显的双重对称性,与Ca(Fe 1-xCox)2As 2母态中发现的电子结构一致。
2010-08-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Tale of Two Metals: contrasting criticalities in the pnictides and hole-doped cuprates
铁基高温超导体与铜基超导体有许多相似之处,如维数降低,接近竞争有序态,以及3d电子轨道的关键作用。它们各自的温度掺杂相图也包含某些共性,导致声称两个家族的金属和超导性质由它们接近位于超导圆顶内的量子临界点(QCP)决定。在这篇评论中,我们严格审查这些索赔,并强调这两个系统的散装物理性质的显着差异。虽然现在有大量的证据支持在铁磷属元素化物中存在(磁性)QCP,但在铜酸盐中的情况却不那么明显,至少对于赝隙相的终点来说是这样。我们认为,开放的正常状态的pseudogap在铜酸盐,所以往往绑在一个假定的QCP,产生从动量依赖的准粒子相干性的击穿,设置在更高的掺杂水平,但这是由接近莫特绝缘状态在半填充驱动。最后,我们提出了一个新的方案中,准粒子的完整性和它的演变与动量,温度和掺杂的损失在塑造所得的相图中起着关键作用的铜酸盐。
2018-05-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Identifying the `Fingerprint' of Antiferromagnetic Spin-Fluctuations on Iron-Pnictide Superconductivity
铁基高温超导体中的库珀对常被解释为玻色子涨落。在候选者中有反铁磁自旋涨落和d轨道涨落被声子放大。任何这样的电子-玻色子相互作用都应该改变电子的“自能”,然后通过电子动量和寿命的能量依赖性的相应修改而变得可检测。在这里,我们介绍了一种理论/实验方法,旨在通过测量其自能的影响,以确定铁基超导体的相关波动。我们使用准粒子干涉(QPI)成像技术在LiFeAs揭示强烈的动量空间各向异性的自能签名,沿着Fe-Fe(带间散射)方向,其中的自旋波动的LiFeAs集中。这些效应在能量上与通常与库珀对相互作用有关的态密度N(ω)的扰动相一致。我们表明,所有测量的现象包括预测的QPI“指纹”的自能由于反铁磁自旋波动,从而区分它们作为主要的电子玻色子相互作用。
2014-10-19 cond-mat.supr-con
Spin resonance peak in Fe-based superconductors with unequal gaps
本文在具有两个不等能隙$Δ_L$和$Δ_S$的多带模型下,研究了铁基材料在不同费米面口袋上超导态的自旋共振。我们表明,由于在嵌套波矢$\mathbf{Q}$的自旋磁化率的间隙进入的间接性质的总间隙$\tildeΔ$裸磁化率是由两个不同的费米表面片连接的$\mathbf{Q}$的间隙的总和。对于大多数铁磷属化物和硫属化物的费米表面几何特征,间接能隙是$\tildeΔ= Δ_L + Δ_S$或$\tildeΔ= 2Δ_L$。在$s_{++}$状态下,除非假设有额外的散射机制,否则不存在低于$\tildeΔ$的自旋激发。在$s_\pm$超导态中出现频率为$ω_R \leq \tildeΔ$的自旋共振。与现有的非弹性中子散射数据的比较证实,所看到的是真正的自旋共振,而不是固有的$s_{++}$状态的峰值。
2016-10-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Specifics of impurity effects in ferropnictide superconductors
本文讨论了杂质和无序对铁磷族化合物超导体准粒子谱的影响。本文讨论了在超导能隙中由于杂质而产生定域能级的可能性,以及由此引起的能带结构和超导序参量的变化。追踪了杂质掺杂时超导态的演化。
2011-05-18 cond-mat.supr-con
Robust determination of superconducting gap sign changes via quasiparticle interference
铁基超导体中超导能隙的相敏测量比原先预期的要困难得多。虽然基于扫描隧道光谱的准粒子干涉(QPI)测量通常被提议作为间隙结构的定义测试,但分析通常依赖于所采用模型的细节。本文指出动量积分QPI数据的温度依赖性可以定性地识别能隙符号的变化,并给出了具有典型Fe-磷属元素化物费米面的系统中$s_{\pm}$和$s_{++}$态的例子。
2016-02-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Acoustic and optical phonon dynamics from femtosecond time-resolved optical spectroscopy of superconducting iron pnictide Ca(Fe_0.944Co_0.056)_2As_2
本文报道了超导铁磷属元素化物单晶Ca(Fe0.944Co0.056)2As 2在TSDW ~ 85 K自旋密度波跃迁和TSC ~20 K超导跃迁中相干激发声光声子动力学的温度演化。将应变脉冲传播模型应用于声学声子的产生,得到了在3.1 ~ 300 K温度范围内光学常数、纵、横声速随温度的变化关系。声子的频率和退相时间在T_SC以下表现出反常的温度依赖性,表明这些低能激发与库珀对准粒子的耦合。在T ~ 170处观察到声学模的振幅的最大值,这归因于T_SDW之前的自旋涨落和强的自旋-晶格耦合。
2012-09-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Impurity effects on electronic transport in ferropnictide superconductors
本文从理论上考虑了杂质和无序对铁磷族化合物超导体中电子准粒子输运性质的影响。与纯材料的情况相比,最突出的新特征应该出现在足够高的杂质浓度时,当特定的窄带导电准粒子态可以在超导能隙内,由单个杂质中心的局部杂质能级的位置周围发展。预测的特定阈值效应中的频率依赖的光学电导率和温度依赖的热导率,也在塞贝克和珀耳帖系数可以有有趣的潜在的实际应用。
2013-08-20 cond-mat.supr-con
Spin Fluctuation Dynamics and Multiband Superconductivity in Iron Pnictides
多带超导性,涉及不同频带之间的共振对散射,已成为最近发现的铁磷属元素的一些主要特征的可能解释。这种带间配对机制的一个关键特征是,它可以产生或增强超导配对,而不管它是吸引的还是排斥的。后一种情况通常导致超导能隙在费米表面的不同部分之间切换其符号。在铁磷属元素化物中,自然的情况是空穴和电子费米面之间的间隙改变符号。然而,这种扩展的s波态的宏观对称性仍然属于一般的s波范畴,这就提出了如何将其与普通的s波区分开来的问题。在这样的探索中,必须使用具有动量空间分辨率并且可以探测M阶动量的实验技术,M阶动量是在布里渊区中分离空穴和电子费米表面的波矢量。在这里,我们研究的自旋涨落动力学的完全带隙的s-和s '-波超导态,以及那些节的d-和p-波的实验签名。初始近巢自旋密度波(SDW)的自旋涨落与超导态的Bogoliubov-deGennes准粒子之间的耦合导致了前者的Landau型阻尼。超导能隙的固有结构以这种阻尼的形式留下了独特的特征,使其能够用于诊断中子散射和其他对动量空间中的自旋波动敏感的实验中铁基超导性的性质。我们还讨论了超导电性与SDW序的共存。
2008-09-01 cond-mat.supr-con
Possible superconductivity in Sr$_{2}$IrO$_{4}$ probed by quasiparticle interference
基于最近提出的可能的超导配对对称性,对电子和空穴掺杂Sr $_{2}$ IrO $_{4}$中的准粒子干涉(QPI)花样进行了理论研究.在电子掺杂的情况下,QPI谱可以用类似于铜氧化物的八重态模型来解释,而在空穴掺杂的情况下,费米面拓扑结构和SC序参量的符号都类似于铁磷属元素化物,并且存在一个QPI矢量,这是由于电子和空穴袋之间的袋间散射引起的.在这两种情况下,QPI矢量随能量的演化以及它们在磁散射和磁杂质散射情况下的行为可以很好地解释基于SC序参量的恒能轮廓和符号结构的演化.本文中提出的QPI光谱可以与未来的扫描隧道显微镜实验进行比较,以测试是否有SC相的电子和空穴掺杂的Sr $_{2}$ IrO $_{4}$和配对对称性是什么。
2015-03-19 cond-mat.supr-con
Insight into interplay between bandstructure and Coulomb interaction via quasiparticle interference
本文以铁基磷化物的金属自旋密度波态为例,证明准粒子干涉可作为探针揭示电子能带结构与关联效应间的相互影响,并据此缩小相互作用参数窗口以选择更现实的紧束缚模型。
2025-03-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Flux pinning in (1111) iron-pnictide superconducting crystals
用局域磁测量方法定量地研究了PrFeAsO_(1-y)和NdFeAs(O,F)超导单晶的非均匀性和磁通线钉扎。尽管在宏观尺度上的临界电流密度的空间波动,它表明,主要的贡献来自集体钉扎涡线的微观缺陷的平均自由程波动机制。从实验中提取的缺陷密度对应于掺杂原子的密度,这意味着掺杂原子在涡旋钉扎和准粒子散射中都起着重要的作用。在所研究的欠掺杂PrFeAsO_(1-y)和NdFeAs(O,F)晶体中,存在着强钉扎的背景,我们将其归因于掺杂原子密度在几十到一百nm尺度上的空间变化。这些变化不超过5%,因此我们没有发现超导和反铁磁相共存的任何证据。在亚T场的临界电流密度的特点是存在一个峰值效应,在(B,T)平面的位置是一致的有序无序转变的涡旋晶格。
2010-03-20 cond-mat.supr-con
Low-Energy Quasiparticles Probed by Heat Transport in the Iron Based Superconductor LaFePO
我们测量了低至T= 60 mK和磁场高达5 T的铁磷属元素化物超导体LaFePO的热导率。数据显示了一个大的剩余贡献,是线性的温度,符合低能量电子准粒子的存在。我们解释的线性项的大小,以及在几个配对的情况下,热输运的字段和温度的依赖性。在零磁场中,电子热导率随温度的变化具有超线性特性,并且具有较高的散射率和最小的Tc抑制,这说明了s+/-态是一个符号变化的节点态.
2011-09-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The effect of spin fluctuations on the electronic structure in iron based superconductors
铁基超导体的磁非弹性中子散射(INS)研究揭示了正常导电态下的自旋涨落谱随温度的变化,并在进入超导态时表现出显著的低能共振特征.角分辨光电子能谱(ARPES)和扫描隧道能谱(STS)可以通过涨落模与电子准粒子的相互作用来研究涨落模的指纹。我们计算这样的指纹在122铁pnictides使用实验动机的自旋涨落谱,并作出一些预测,可以在ARPES和STS实验进行测试。这包括准粒子散射率和超导序参量的讨论。在定量协议与实验中,我们再现的准粒子的色散得到的动量分布曲线以及能量分布曲线。我们讨论了超导机制的自旋涨落和电子激发之间的耦合。
2012-09-27 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
Probing the Unconventional Superconducting State of LiFeAs by Quasiparticle Interference
研究超导序参量的对称性是揭示非常规超导性质的关键一步。扫描隧道光谱已经被证明是一种强大的技术来探测这种对称性,通过测量准粒子干涉(QPI),这敏感地依赖于超导配对机制。一种特别适合应用这种技术的材料是化学计量的超导体LiFeAs,因为它具有清洁的、电荷中性的解理表面,没有表面态和相对高的Tc~ 18 K。我们的数据表明,在LiFeAs的准粒子散射是由一个范霍夫奇异性的布里渊区的中心,这是在与其他pnictide超导体的嵌套是至关重要的散射和s+-超导形成鲜明对比。事实上,在一个极小模型,并使用最基本的序参量,计算的QPI建议的准粒子散射的类空穴带的主导作用。我们的理论研究结果不支持基本的单重配对对称s++,s+-,和d-波。这让我们想到,LiFeAs中的超导配对机制是基于一种不寻常的配对对称性,例如基本p波(它提供了实验数据和QPI模拟之间的最佳一致性)或更复杂的序参量(例如s+ id波对称性)。
2012-03-20 cond-mat.supr-con
Evidence of Strong Correlations and Coherence-Incoherence Crossover in the Iron Pnictide Superconductor KFe2As2
使用电阻率,热容量,热膨胀,和磁化率测量,我们研究了正常状态下的行为KFe 2As 2。我们发现索末菲系数γ = 103 mJ mol-1 K-2和泡利磁化率chi = 4 × 10 -4都得到了强烈的增强,这证实了由de Haas-van Alphen和ARPES实验推断的重准粒子的存在。我们讨论这个大的增强使用Gutzwiller从玻色子平均场计算,揭示了接近KFe 2As 2的轨道选择性莫特过渡。由于Hund轨道之间的耦合,磁化率和热膨胀的温度依赖性为相干-非相干交叉的存在提供了强有力的实验证据,类似于在重费米子和钌酸盐化合物中发现的情况。
2013-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-local correlations in Iron Pnictides and Chalcogenides
铁基超导体的低能电子结构与密度泛函理论预测的偏差已被参数化的能带和轨道相关的质量重整化和能量转移。前者通常被描述的动力学平均场论的框架内的本地自能,而后者似乎需要由于带间散射的非本地效应。通过在无规相近似(RPA)和两粒子自洽近似(TPSC)下计算重整化能带结构,我们发现LaFeAsO和LiFeAs等磷属元素体系中的关联可以用非局域自能很好地描述.特别是,费米口袋收缩,如在实验中所看到的发生由于排斥带间有限能量散射。对于铁硫族化物系统FeSe在其体tetraquinone相,情况是更加复杂的,因为即使包括动量依赖带重正化不能解释实验结果。我们认为长程库仑相互作用在FeSe的能带结构重整化中起着重要的作用。我们进一步比较我们的非本地准粒子散射寿命内RPA和TPSC与LiFeAs的实验数据的评估。
2020-07-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle states around a nonmagnetic impurity in electron-doped iron-based superconductors with spin-density-wave order
研究了电子掺杂铁基自旋密度波(SDW)有序超导体中掺杂杂质周围的准粒子态随掺杂和杂质散射强度的变化。在未掺杂的样品中,在纯SDW状态存在的情况下,在杂质位置周围观察到两个杂质诱导的共振峰,并且随着正(负)散射势(SP)的强度增加,它们向更高(更低)的能量移动。对于SDW有序和超导有序共存的掺杂样品,其主要特征是存在尖锐的带隙内共振峰,其位置和强度取决于SP的强度和掺杂浓度。在所有的情况下,局域态密度表现出明显的$C_2$对称性。我们还注意到,在掺杂的情况下,杂质将系统分成两个具有不同磁序值的子晶格。在这里,我们使用的能带结构的双轨道模型,它考虑了不对称的As原子的上方和下方的Fe-Fe平面。该模型适用于研究铁磷族化合物的表面层性质,更适合于描述扫描隧道显微镜实验。
2011-02-11 cond-mat.supr-con
In-Gap Quasiparticle Excitations Induced by Non-Magnetic Cu Impurities in Na(Fe0.96Co0.03Cu0.01)As Revealed by Scanning Tunneling Spectroscopy
铁磷族化合物中的配对机制仍然没有得到解决。其中一个核心问题是超导序参量的结构,它将超导体划分为两个不同的、争议很大的阵营。一方面,基于磁源的配对图像预测了电子和空穴费米口袋上的符号反转间隙,导致S+配对。另一方面,一个更传统的S++配对间隙建议基于声子或轨道涨落介导的配对。在超导状态下,杂质可以在空间和能量上产生独特的局域态密度图案,这被认为是检查配对间隙结构的指纹。在这项研究中,我们成功地确定了非磁性和磁性杂质的Na(Fe 0.97-xCo 0.03Tx)As(T=Cu,Mn)和研究的空间分辨扫描隧道光谱。我们提出了明确的证据,在间隙准粒子状态引起的Cu-Cu杂质,S+配对的决定性证据。实验数据与基于S+配对能隙和标量散射势的第一性原理计算之间的一致性证实了这一点。
2013-11-20 cond-mat.supr-con
Anisotropic quasiparticle lifetimes in Fe-based superconductors
本文在五轨道模型下研究了铁基磷属化合物中自旋和电荷涨落引起的准粒子动力学散射。散射率的主要贡献计算从二阶图与偏振算子计算在随机相位近似。我们发现一个粒子的散射率是高度各向异性的每个费米表面片由于动量依赖的自旋磁化率和多轨道组成的每个费米口袋。这一事实,结合各向异性的有效质量,产生电子和空穴之间的电导率,霍尔系数,和拉曼初始斜率的差距,在定性与实验数据。
2011-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of quasiparticles on the parameters of a gap-engineered transmon
本研究分析了能隙不等的约瑟夫森结构成的transmon中,准粒子对其频移和弛豫率的影响,发现能隙差可引发反常正频移与弛豫率共振效应,并提出借此探究准粒子能量分布细节。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
U(1) Slave-spin theory and its application to Mott transition in a multi-orbital model for iron pnictides
本文对多轨道哈伯德模型引入了U(1)从旋表象。与L的$Z_2$形式一样。de'Medici等人(Phys.Rev.B72,205 - 124(2005)),该方法将物理电子算符表示为从自旋和辅助费米子算符的乘积。对于非简并的多轨道模型,我们的U(1)方法是有利的,因为它捕获了平均场水平上的非相互作用极限。对于具有单轨道或简并多轨道的系统,U(1)和$Z_2$从自旋方法在从自旋凝聚相中产生相同的结果。一般来说,U(1)从自旋方法包含U(1)规范冗余,并适当地描述了莫特绝缘相。本文采用U(1)从自旋方法研究了铁磷属元素的五轨道模型中的金属-绝缘体相变。我们证明了莫特过渡作为在这个模型中的相互作用的函数。莫特绝缘状态的性质受到洪德规则耦合和晶场分裂之间的相互作用的影响。在金属相,当Hund规则耦合超过一个阈值时,存在一个从弱关联金属到强关联金属的交叉,通过这个交叉准粒子谱量迅速下降。这种强烈相关的金属相的存在支持了早期的莫特图片的母体铁磷属元素。在此相的参数范围内和Mott跃迁附近,我们发现轨道选择性Mott态具有几乎与基态能量相同的竞争能量。
2012-02-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competing order and nature of the pairing state in the iron pnictides
我们发现磁性和超导电性之间的竞争可以用来确定铁砷化物的配对状态。为此,我们证明了巡回反铁磁相(AFM)和非常规的$s^{+-}$符号改变超导状态(SC)的边界附近的微观共存和宏观相分离,解释了实验观察到的竞争有序状态。相反,常规的$s^{++}$配对不能与磁性共存。扩展的微观自由能的系统与竞争订单周围的多临界点,我们发现,静态磁性起着内在的带间约瑟夫森耦合的作用,使相图敏感的对称性的库珀对波函数。我们把这个结果与准粒子激发谱和具有粒子-空穴对称性的系统的涌现SO $(5)$对称性联系起来。我们的结果依赖于这样的假设,即形成有序矩的相同电子有助于超导凝聚体,并且该系统接近粒子-空穴对称性。我们还比较了抑制SC在不同区域的FeAs相图,表明,而在欠掺杂侧,这是由于与AFM的竞争,在过掺杂侧,它是有关的消失的口袋从费米表面。
2010-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution from $B_{2g}$ nematics to $B_{1g}$ nematics in heavily hole-doped iron-based superconductors
最近的实验报道了重空穴掺杂磷属元素化合物$A$ Fe $_{2}$ As $_{2}$的一种不寻常的双折射行为,其中碱金属$A$ = Rb,Cs.与母体$Ae$ Fe $_{2}$的$B_{2g}$有序相反,作为$_{2}$化合物(碱土金属$Ae$ = Sr,Ba),其特征在于不相等的最近邻Fe-Fe键,在空穴掺杂系统中,在$B_{1g}$通道中观察到有序,其特征在于不相等的次最近邻Fe-Fe(对角Fe-As-Fe)键。在这项工作中,使用密度泛函理论,我们属性的磁性基态沿系列$Ae_{1-x}A_{x}$ Fe $_{2}$作为$_{2}$的演变,从单条纹小$x$双条纹大$x$。我们的模拟使用约化的Stoner理论表明,Fe矩的波动是必不可少的双条配置的稳定性。我们提出,磁基态的性质的变化是负责的变化的对称性的残余的doppler命令,它支持。
2019-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A high-resolution cross-sectional analysis for Fourier-transform scanning tunneling spectroscopy and fully-phased Green-function-based quasiparticle scattering theories
傅里叶变换扫描隧道谱(FTSTS)包含丰富的准粒子散射干涉和/或密度波类序信号,这些信号在解释准二维强关联电子系统(如铜氧化物和磷属元素化物高温超导体)的基态和相变中起着至关重要的作用。根据超导基态中铜氧化物的简化香蕉带模型,八隅体模型已被用于描述FTSTS数据,并且在超导圆顶内部的深处工作良好,但是远离超导基态,描述开始显示出严重的局限性,例如如稍后将讨论的准粒子带的粒子-空穴不对称性的出现。第一次尝试描述的FTSTS信号的基础上全相位的格林函数为基础的准粒子散射干涉理论,然而,缺乏完全相似的FTSTS数据,部分原因是由于缺乏准确的信息隧道和散射矩阵元素。在本文中,我们将讨论如何处理的噪声,由于潜在的障碍和各种文物的原始FTSTS数据可以通过一个简单的横截面分析与各向同性高斯平均和建模的设定点效应的能量无关和位置相关的因子的状态密度函数。结果表明,即使在没有精确的隧穿和散射矩阵元模型以及没有粒子-空穴对称性假设的情况下,在截面表示中,FTSTS数据与理论模拟之间也存在增强的相关性,这表明,它可以成为一个新的起点,一个更强大的量子物理分析框架,适用于相变研究在高,Tc超导体和其它强关联电子系统。
2012-01-31 cond-mat.str-el 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
Time of life as it is in LiFeAs
费米子准粒子的寿命,其在动量-能量空间中的分布可以通过角分辨光电子能谱(ARPES)测量,是寻找负责超导配对的相互作用指纹的第一个量。这种方法最近已被用于超导铜氧化物,但其直接应用于磷属元素化物是不可能的,由于基本的三维电子能带结构和磁有序。在这里,我们报告的准粒子寿命的调查,在LiFeAs,一个非磁性的化学计量比超导体,以及分离的二维带。我们发现了两个能级:较低的能级包含清晰的光学声子模式的指纹,而较高的能级表明存在强的电子-电子相互作用。结果表明,LiFeAs是一种声子介导的超导体,在费米能级上具有强增强的电子态密度。
2010-02-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con