Superconducting gap anisotropy in monolayer FeSe thin film
费米面拓扑和对对称性是超导体的两个重要特征。单层(1ML)FeSe薄膜的超导电性由于其有趣的界面性质和可能超过77 K的高超导转变温度(Tc)而引起了人们的极大兴趣。在这里,我们报告的费米面和超导间隙在1ML FeSe使用角分辨光电子能谱(ARPES)的高分辨率测量。两个椭圆形的电子口袋清楚地解决相互重叠的布里渊区角落。超导能隙是无节点的,但具有适度的各向异性,这对确定对对称性有很强的限制。能隙最大值沿椭圆长轴分布,不能用单一d波、扩展s波或s $\pm$能隙函数解释。四个间隙最小值观察到的电子口袋的交叉点,这表明在1ML FeSe中存在的符号变化或轨道依赖的配对。
2015-12-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Momentum-resolved measurement of electronic nematic susceptibility in the FeSe$_{0.9}$S$_{0.1}$ superconductor
当多个自由度强耦合时,揭示相变的驱动力通常是困难的。一个例子是铁基超导体中的超导相变。由于不同自由度之间的复杂交织,其机制仍然存在争议。本文报道了一种利用角分辨光电子能谱(ARPES)和$in$-$situ$应变调谐装置测量FeSe $_{0.9}$ S $_{0.1}$可结晶性的方法。磁化率的特征在于由可调单轴应变引起的能带的能量移动。我们发现,温度依赖的磁化率是强烈的动量依赖。当温度从高温侧接近相变温度时,在布里渊区中心处的极化率保持较弱,而在布里渊区拐角处显示发散行为。我们的研究结果突出了动量空间中序参量的复杂性,这为研究有序相变的驱动机制提供了重要线索。我们的实验方法可以直接探测动量空间中的电子跃迁,为研究各种材料中复杂的相变提供了一条新的途径。
2020-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Disorder-sensitive node-like small gap in FeSe
我们研究了两种不同无序度的FeSe单晶的能带结构、超导态和超导能隙结构。输运谱和角分辨光电子能谱的测量表明,少量的无序对FeSe的能带结构和电子态的影响很小。然而,温度和磁场的比热的依赖性为两个样品是完全不同的。通过三维场角分辨比热测量得到了与波矢相关的间隙结构。沿$k_z$方向具有两个垂直线节点或间隙最小值的小间隙仅在具有较高质量的样品中发现。发现这种无序不受保护的节点或间隙最小值被少量的无序涂抹掉,并且间隙在较低质量的样品中变得各向同性。我们的研究表明,报道的争议的间隙结构的FeSe是由于无序敏感的节点状的小间隙。
2018-08-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Atomically Resolved FeSe/SrTiO3(001) Interface Structure by Scanning Transmission Electron Microscopy
SrTiO 3(001)(STO)衬底上单胞FeSe薄膜的界面增强高温超导性是近年来凝聚态物理和材料科学研究的热点。通过结合原位扫描隧道显微镜/光谱(STM/STS)和非原位扫描透射电子显微镜(STEM)的研究,我们报告了FeSe/STO界面在非超导和超导状态下的原子分辨结构,包括晶格常数和实际原子位置。我们观察到的TiO 2双层(DLs)和显着的原子位移的顶部两层的STO,晶格压缩的Se-Fe-Se三层,和底部的Se和顶部的Ti原子之间的相对位移。通过对不同超导态下的界面结构的成像,揭示了界面结构与超导电性之间的密切关系。我们的FeSe/STO界面结构的原子尺度的识别提供了有用的信息,研究这种界面增强的高温超导系统的配对机制。
2015-12-17 cond-mat.supr-con
Specific Heat and the gap structure of a Nematic Superconductor, application to FeSe
我们报告了我们对多轨道金属(如FeSe)的光谱和热力学性质进行深入分析的结果,FeSe首先发展出一种有序结构,然后过渡到超导状态,这种超导状态与向列性共存。我们分析了这种超导体的能隙函数和比热$C_V (T)$的角度依赖性。我们具体处理三个问题:(i)根据向列性诱导的$s$ - $d$混合物与处于基态的低能激发的轨道嬗变之间的竞争,能隙的角度依赖性,(ii)向列性对在$T_c$处的比热$C_V (T)$的跃变幅度的影响以及低于$T_c$的$C_V (T)$的温度依赖性,以及(iii)在$T_{c1} < T_c$处从$s+d$状态到$s + e^{iη} d$状态的破坏时间反演对称性的潜在跃迁。我们考虑两种情况下的一个π阶:情况A,其中该顺序之间的$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道空穴和电子口袋和情况B,其中有一个额外的组件的π阶$d_{xy}$费米子的两个电子口袋。
2021-06-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strongly enhanced temperature dependence of the chemical potential in FeSe
采用10轨道紧束缚模型,我们提出了一套新的跳跃参数直接拟合到我们最新的高分辨率角分辨光电子能谱(ARPES)数据的高温四相FeSe。使用这些参数,我们预测一个大的10毫电子伏的化学势作为温度的函数的位移。为了证实这种大的温度依赖性,我们在FeSe上进行了ARPES实验,并观察到$\sim$ 25 meV的刚性位移到100 K和300 K之间的化学势。这种出乎意料的强烈转变对FeSe材料的超导性和超有序理论模型具有重要意义。
2017-02-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Symmetry-unprotected nodes or gap minima in $s_{++}$ state of FeSe single crystal
本文报道了利用H $^+$辐照引起的超导对断裂效应结合低温比热测量对FeSe超导对机制的研究。比热结果表明,在纯净的FeSe中存在一种多能隙结构,该结构具有节点或能隙极小值。临界温度$T_c$随缺陷密度的增加而降低,表现出两步行为。当剩余电阻率的增加较小时,随着散射中心密度的增加,$Δρ_0$ $<$ $\sim$ 4.5 $μΩ$ cm,$T_c$逐渐受到抑制,这表明存在无保护的节点或间隙最小值。然而,对于$Δρ_0$ $>$ $\sim$ 4.5 $μΩ$ cm,$T_c$几乎与散射无关,这表明节点或间隙最小值被提升,并且序参数变得几乎各向同性而没有符号变化。因此,FeSe的超导电性是在无保护的节态或各向异性的$s_{++}$态中实现的.
2017-10-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbitally resolved superconductivity in real space: FeSe
多轨道超导体将非常规配对与复杂的能带结构相结合,其中带中的不同轨道有助于形成大量的超导能隙。在这里,我们展示了一种新的方法,使用低温扫描隧道显微镜(LT-STM)来解决不同的轨道超导性的贡献。这种方法是基于STM的能力,解决本地的状态密度(LDOS)与组合的高能量和子晶胞分辨率。该技术直接确定无缺陷晶体上的轨道,而不需要表面上的散射和复杂的准粒子干涉(QPI)测量。以体相FeSe为例,我们用30 mK STM直接求解了单胞内的超导能隙。结合密度泛函理论计算,我们能够确定每个能隙的轨道特征。
2019-05-25 cond-mat.supr-con
The energy gap of the compound FeSe0.5Te0.5 determined by specific heat and point contact spectroscopy
用点接触光谱和多晶样品的比热研究了超导体$FeSe_{0.5}Te_{0.5}$。通过磁性测量确定的转变温度为$T_C =14.5$ K。通过结测量的能隙的大小为$Δ= 1.9$ meV,而通过比热测量确定的能隙为$Δ= 2.3 $ meV。带隙随温度的演化遵循BCS,比率2 $Δ$ / $K_BT_C$具有在2.88 $\leq 2Δ/K_BT_C \leq 3.04$之间的值。该化合物在950 ℃真空下在石英安瓿中通过固态合成生长。用X射线衍射法对晶体结构进行了表征。用磁化强度、电阻率和比热容表征了其超导性能。该超导体具有各向同性的能隙,这与低温比热的拟合结果一致。
2015-07-06 cond-mat.supr-con
High $T_c$ superconductivity at the FeSe/SrTiO$_3$ Interface
在最近的实验中,我们用扫描隧道谱和角分辨光电子能谱观察到了在SrTiO $_3$衬底上的单晶胞厚FeSe薄膜的超导能隙。在常压下,超导能隙的值远大于体相FeSe的超导能隙。本文研究了铁电声子屏蔽效应对库珀配对的影响。我们认为它可以显著提高库珀配对的能量标度,甚至改变配对的对称性。我们的结果也提出了一些问题,声子是否可以完全忽略大块铁基超导体。
2012-04-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Revealing the single electron pocket of FeSe in a single orthorhombic domain
我们测量的电子结构的FeSe从个别正交域。利用具有高度聚焦束斑的角分辨光电子能谱光束线(nano-ARPES),我们在FeSe中发现了清晰的条纹状正交晶畴,其长度尺度约为1-5~ $μ$ m。我们的费米面和能带结构的光电子能谱测量显示在布里渊区角落的单电子口袋。这一结果提供了明确的证据FeSe的单电子口袋电子结构,观察到没有单轴应变的应用,并呼吁进一步的理论深入了解这种不寻常的费米表面拓扑结构。我们的研究结果也展示了潜在的纳米ARPES的相关材料的研究与本地域结构。
2020-04-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Shifts and Splittings of the Hole Bands in the Nematic Phase of FeSe
利用高分辨率激光角分辨光电子能谱(laser-ARPES)研究了FeSe单晶体中${\rm Γ}$点附近的类空穴能带的温度依赖性。当系统冷却到90 K时,通过四方-正交“π”结构转变,观察到$d_{xz}$ / $d_{yz}$带的分裂增加了13 meV.此外,$d_{xy}$带的$\sim$ 10 meV下移的起始点也在90 K.这些测量提供了清晰的性质,幅度和温度依赖性的带移在${\rm Γ}$点的FeSe的结晶相。
2017-02-17 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
Enhanced superconductivity and evidence for novel pairing in single-layer FeSe on SrTiO3 thin film under large tensile strain
采用外延生长方法制备了面内晶格常数为3.99的FeSe/Nb:SrTiO 3/KTaO 3异质结单层薄膜,并对其进行了原位角分辨光电子能谱研究。两个椭圆形的电子袋在Brilliant区角落解决与它们之间的杂交可以忽略不计,这表明低能量的电子结构的对称性保持完整的独立的单层FeSe,虽然它是在基板上。对于铁基超导体,超导能隙在70 K的创纪录高温下闭合。有趣的是,超导能隙分布是各向异性的,但在电子袋周围是无节点的,在两个电子袋的交叉处具有最小值。我们的结果对现有的理论提出了强有力的约束,并支持根据晶格对称性分类的奇偶校验自旋单重态配对通道的共存。
2013-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Impact of Disorder on the Superconducting Properties and BCS-BEC Crossover in FeSe Single Crystals
本研究通过测量五种不同无序度的FeSe单晶,发现无序抑制超导转变温度和上临界场,并使BCS-BEC渡越向BCS极限移动,$Δ/E_\mathrm{F}$从1.3降至0.4。
2025-09-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-plane angular dependence of superconducting gaps in FeSe probed by high resolution specific heat measurements
本研究通过高灵敏度比热测量探究向列相FeSe超导体ab面内旋转磁场下的能隙特性,观测到比热振荡、二重对称性、π/2相移及能隙结构突变等现象,揭示其能隙的反常磁场依赖关系。
2024-06-22 cond-mat.supr-con
Scaling of the superconducting gap with orbital character in FeSe
我们使用高分辨率的角分辨光电子能谱来绘制FeSe中的超导能隙的三维动量依赖关系。我们发现,在空穴和电子费米面上,能隙的大小都服从$d_{yz}$轨道重量的分布。此外,我们还通过求解线性化的能隙方程,利用紧束缚模型定量地描述了实验的能带色散和轨道特性,从而从理论上确定了超导能隙的动量依赖关系。通过考虑费米表面只包括一个电子口袋,如光谱观察,我们得到了良好的协议与实验的间隙结构。我们的发现之间的缩放超导能隙和$d_{yz}$轨道重量支持的解释超导介导的自旋涨落FeSe。
2018-04-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital-resolved vortex core states in FeSe Superconductors: calculation based on a three-orbital model
基于t $_{2g}$三轨道模型,通过自洽求解Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,研究了FeSe超导体涡旋芯态的电子结构.不同配对对称性的涡旋核轨道分辨态由于不同的准粒子波函数而表现为可区分的结构。所得涡旋按磁场作用下平均场哈密顿量对称群的不变子群进行分类。各向同性和各向异性的$s$波涡对每个轨道具有$G_5$对称性,而$d_{x^2-y^2}$波涡对$d_{xz/yz}$轨道具有$G^{*}_{6}$对称性,对$d_{xy}$轨道具有$G^{*}_{5}$对称性。在$d_{x^2-y^2}$波涡的情况下,$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道之间的杂化配对导致了$d_{xz/yz}$和$d_{xy}$轨道之间的相对相位差,这种相位差是由$G^{*}_{5}$和$G^{*}_{6}$子群的共表象的变换引起的.计算的$d_{x^2-y^2}$波涡旋的局域态密度(LDOS)与实验结果定性地显示出相似的模式。$d_{xz/yz}$和$d_{xy}$轨道分辨$d_{x^2-y^2}$波涡之间的相位差可以通过进一步的实验观测得到验证。
2015-06-16 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
Evidence for unidirectional nematic bond ordering in FeSe
$d_{xz}$ - $d_{yz}$轨道简并度的提升通常被认为是铁基超导体(包括FeSe)的超导相的标志,但其起源尚不清楚。在这里,我们报告了一个高分辨率的角分辨光电子能谱研究的FeSe单晶,占光子能量的依赖性,并作出详细的分析的温度依赖性。我们发现,在低于90 K的温度下,空穴袋在相变过程中经历了四次对称破缺畸变,而电子袋的变化则不需要四次对称破缺畸变.相反,现有的$d_{xy}$和$d_{xz/yz}$波段之间存在额外的分离-它们本身在分辨率内不分离。这些观察结果使我们提出了一个新的方案“单向的电子键序”来描述低温电子结构的FeSe,支持一个很好的协议与10轨道紧束缚模型计算。
2016-04-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting Gap and Symmetry in FeSe_1-x_Te_x_ Studied by Specific Heat in Magnetic Fields
为了研究铁硫系超导体的超导能隙,测量了FeSe_(1-x)Te_x(x=0.6-1)在磁场中的比热C。利用双能隙模型,已经发现,较小的SC能隙被施加磁场显著抑制,导致低温下C/T与T^2^曲线的斜率增加。从低温至0.4 K的比热测量中发现,施加磁场对基态剩余电子比热系数γ_0_的提高,远小于对具有典型s波或d波SC配对对称性的超导体所预期的提高,这与在铁-磷属元素化物超导体中观察到的γ_0的显著增强形成鲜明对比。并结合铁基超导体中的多带效应对这些结果进行了讨论。
2014-07-31 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
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
Lifting of xz/yz orbital degeneracy at the structural transition in detwinned FeSe
利用角分辨光电子能谱研究了超导FeSe(Tc = 9 K)在没有任何反铁磁有序的情况下表现出四方-正交结构转变(Ts = 90 K)。在去孪晶正交晶系中,dyz轨道带在布里渊区拐角处的能量位置比dxz高50 meV,表明其轨道阶数与NaFeAs和BaFe 2As 2族类似.布里渊区中心的空穴带中也出现了轨道有序的证据。精确测量的温度依赖性,使用无应变的样品表明,发生的轨道排序(To)非常接近Ts,从而表明,以上Ts的电子向列性是相当弱的FeSe相比,BaFe 2As 2家庭。
2014-07-05 cond-mat.str-el 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
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
The key ingredients of the electronic structure of FeSe
FeSe是凝聚态物理研究的前沿材料。在这里,我们提供了一个概述目前的理解FeSe的电子结构,特别是集中在其低能量的电子结构,确定从角分辨光电子能谱,量子振荡和磁输运测量的单晶样品。我们讨论了FeSe在铁基超导体中的独特地位,它是一个多带系统,表现出强烈的轨道相关电子相关性和异常小的费米表面,容易产生不同的电子不稳定性。我们特别注意的电子结构的演变,伴随着四方-正交结构的晶格畸变约90 K,稳定了一个独特的电子态。最后,我们讨论了多带多轨道的电子结构如何对超导性的理解产生影响,并表明,与化学和物理压力的可调谐性的超导态将有助于解开不同的竞争相互作用相关的增强超导性的作用。
2017-06-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Highly anisotropic and two-fold symmetric superconducting gap in nematically ordered FeSe$_{0.93}$S$_{0.07}$
FeSe表现出一种新的基态,在这种基态中,在没有任何长程磁序的情况下,超导性与磁序共存。本文报道了FeSe $_{0.93}$ S $_{0.07}$超导态超导能隙结构的角分辨光电子能谱研究。我们发现,在布里渊区Z点附近的椭圆形空穴周围,超导能隙表现出明显的2倍各向异性,能隙最小值出现在其长轴的端点处,而在布里渊区中心和区角附近没有观察到可探测的能隙。大的各向异性和节隙分布表明了向列性对超导电性的重要影响,从而对现有理论提出了很强的限制。
2016-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of Dirac Cone Band Dispersion in FeSe Thin Films by Photoemission Spectroscopy
用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了生长在SrTiO 3衬底上的FeSe薄膜的电子结构。我们揭示了厚度大于1个晶胞的FeSe薄膜在相变温度以下存在狄拉克锥带色散,其顶点位于费米能级以下-10 meV处.系统地研究了FeSe薄膜的狄拉克锥电子结构随温度、厚度和Co掺杂的变化。狄拉克锥与向列性共存,当向列性被抑制时,狄拉克锥消失。我们的研究结果提供了一些迹象表明,自旋自由度可能发挥某种作用的向列性的FeSe。
2015-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Formation of Hubbard-like bands as a fingerprint of strong electron-electron interactions in FeSe
我们使用角分辨光电子能谱(ARPES),探讨在很宽的结合能范围内的FeSe单晶的电子结构,并研究强电子-电子相关的影响。我们提供的证据表明,在高结合能的“Hubbard带”的存在,包括来自Fe $3d$状态的非相干多体激发除了费米能级附近的重整化准粒子带。许多高能量的ARPES观测数据的功能,可以占时,通过动力学平均场论,包括形成一个哈伯德带的谱函数的计算中纳入强局部库仑相互作用的影响。这表明,在几个eV的能量尺度上,由现场库仑排斥和Hund耦合产生的局部关联对于正确理解FeSe和其他相关铁基超导体的电子结构是必不可少的。
2016-12-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Real-space BCS-BEC crossover in FeSe monolayer
本文通过空间分辨扫描隧道谱在FeSe单层中观测到实空间BCS-BEC渡越的直接证据,并用双带模型定性重现光谱,为原子尺度研究二维材料新奇量子态奠定基础。
2022-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Origin of the Electronic Structure in Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
对铁基超导体的电子结构进行精确的理论描述,对于理解铁基超导体的超导机制至关重要。与体相FeSe相比,FeSe/SrTiO 3超导单层膜呈现出独特的电子结构,仅由电子费米口袋组成,这是由于在布里渊区(Brillouin zone,BZ)拐角处形成了新的带隙,以及在BZ中心和拐角之间形成了间接带隙。虽然已经进行了深入的研究,这种独特的电子结构的起源及其与大块FeSe的联系仍然不清楚。在这里,我们报告了系统的温度演化的电子结构在单层FeSe/SrTiO 3薄膜的角分辨光电子能谱的研究。在200 K时,FeSe/SrTiO 3单层薄膜发生了明显的温度诱导电子相变,在此温度以上,FeSe/SrTiO 3单层薄膜的电子结构恢复到体相FeSe的电子结构,新的带隙关闭,间接带隙消失.此外,界面电荷转移效应引起的带移~ 60 meV的第一次被确定。这些观测结果不仅首次直接证明了FeSe/SrTiO_3单层薄膜的电子结构是由体相FeSe通过电子相变和界面电荷转移共同作用形成的,而且为描述FeSe/SrTiO_3单层薄膜的电子结构和理解其超导机理提供了定量的理论模型依据.
2020-12-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermal Conductivity of the Iron-Based Superconductor FeSe : Nodeless Gap with Strong Two-Band Character
铁基超导体FeSe的热导率在温度低至50 mK,磁场高达17 T的测量。在零磁场中,T = 0极限中的电子剩余线性项κ_0/T几乎为零。施加磁场H最初不会引起κ_0/T增加。这两个观测结果表明,没有携带热量的零能准粒子,因此在FeSe的超导能隙中没有节点。κ_0/T的全场依赖性具有典型的双带超导体形状,如MgB 2:它在非常低的磁场下呈指数上升,特征场H* <<Hc 2,然后更缓慢地上升到上临界场Hc 2。这表明在FeSe的费米面中的一个口袋上的超导能隙非常小。
2016-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for Anisotropic Vortex Dynamics and Pauli Limitation in the Upper Critical Field of FeSe1-xTex
我们用高静态和脉冲磁场下的电阻率测量以及高达9 T的比热测量确定了FeSe_(1-x)Tex(x=0.52)单晶的HC_2(T)。我们发现,从电阻率测量确定的HC 2(T)的初始斜率的显着的各向异性,是不存在的,当HC 2是从比热结果确定。这表明热力学上临界场几乎是各向同性的,各向异性涡旋动力学起作用。在脉冲场中的行为中发现了各向异性涡旋动力学的进一步证据。我们还发现,泡利限制必须包括,以适应HC 2的温度依赖性,表明可能更高的有效质量FeSe 1-xTex比其他Fe超导体。
2010-03-19 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
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
Direct observation of dispersive lower Hubbard band in iron-based superconductor FeSe
电子相关性长期以来被认为不仅是许多新材料复杂性的原因,而且是形成其有趣性质的必要先决条件。铁基超导体的电子行为与传统的不同,而其原因尚不清楚。本文利用角分辨光电子能谱(ARPES)和动态平均场论(DMFT)对铁基超导体FeSe的电子能谱进行了联合研究。这两种方法一致地揭示了铁的整个3 $d$带的光谱与单电子近似的强烈偏差:不仅观察到光谱权重的分离良好的相干和非相干部分,而且明显存在较低的哈伯德带(LHB)的分散。通过这种方式,我们证明了铁超导体中最令人困惑的中间耦合强度的相关性。
2016-12-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting gap structure of FeSe
在某些铁基高温超导材料中,电流零阻流动的微观机理至今还没有很好的理解。研究这些材料的一个中心问题是它们的超导能隙对称性和结构。在这里,我们提出了一个综合研究的低温比热和扫描隧道显微镜测量单晶FeSe。结果表明,至少存在两个超导带隙,可以用唯象双带模型来描述。比热的分析表明显着的各向异性的差距幅度与深间隙最小值。隧穿谱显示了一个整体的“U”形间隙接近费米能级以及在顶部的孪晶边界。这些结果与描述FeSe超导性的各向异性无节点模型是一致的。
2017-03-15 cond-mat.supr-con
Possible spin excitation structure in monolayer FeSe grown on SrTiO$_{3}$
基于最近对SrTiO $_{3}$上生长的单层FeSe的高分辨角分辨光电子能谱测量,我们建立了一个紧束缚模型,提出了一个能很好地拟合观测到的能带结构和超导带隙各向异性的超导配对函数.然后,我们研究了自旋激发谱,以确定可能的符号结构的SC序参量。我们发现,如果SC序参量沿费米面改变符号,则可能发生共振自旋激发。然而,这种共振位于动量空间中的不同位置相比,其他FeSe基超导体,这表明费米面的形状和配对对称性在SrTiO $_{3}$上生长的单层FeSe可能不同于其他FeSe基超导体。
2017-04-25 cond-mat.supr-con
Specific-heat study of superconducting and normal states in FeSe1-xTex (0.6<=x<=1) single crystals: Strong-coupling superconductivity, strong electron-correlation, and inhomogeneity
本文研究了FeSe_(1-x)Tex(0.6<=x<=1)单晶的电子比热。已经发现,退火的单晶(x=0.6-0.9)表现出体超导性,在超导(SC)转变温度Tc处具有明显的比热跳跃。2 Δ_0/kBTc [Δ_0:使用单带BCS s波模型估计的0 K时的SC间隙]和Δ C/(gamma_n-gamma_0)Tc [Δ C$:Tc时的比热跃变,gamma_n:正常状态下的电子比热系数,gamma_0:SC态0 K时的剩余电子比热系数]在x=0.7的退火良好的单晶中最大,即,4.29和2.76,表明超导性是强耦合的。并对热力学临界场进行了估算。γ_n比能带计算值大一个数量级,并在x=0.6-0.9范围内随x的增加而增加,推测这是由于电子有效质量的增加,即电子关联的增强.结果表明,即使在x=0.8-0.9的退火单晶中,SC态的γ_0也有一个有限值,表明在实空间和/或动量空间中存在非均匀的电子态。
2012-05-07 cond-mat.supr-con
Highly anisotropic superconducting gaps and possible evidence of antiferromagnetic order in FeSe single crystals
在高达16 T的磁场下测量了低至0.414 K的FeSe单晶的比热。在8.2 K附近观察到一个尖锐的比热异常,这与超导转变有关。在1.08 K附近观察到比热的另一个跃变,这可能反映了系统的反铁磁转变或由Al杂质引起的超导转变。我们认为,在低温区的这种异常可能是长期寻求反铁磁转变的FeSe。在宽温区的全局拟合表明,各向同性s波、各向异性s波和d波带隙的单一贡献模型都不适用,两个各向同性s波带隙也不适用。然后,我们拟合数据的模型,其中一个具有间隙函数的$Δ_0(1+αcos2θ)$的两个组件。为了得到较好的整体拟合和低温相变的熵守恒,我们得出能隙最小值应小于0.15 meV($α$ = 0.9 ~ 1)的结论,表明超导能隙(s)是高度各向异性的。我们的结果是非常一致的间隙结构最近从扫描隧道光谱测量和产生的比热贡献约32重量%的空穴袋和68重量%的电子袋。
2017-03-25 cond-mat.supr-con
3D superconducting gap in FeSe from ARPES
本文用角分辨光电子能谱研究了FeSe中的超导能隙。在一个完整的布里渊区,包括所有的费米面和kz依赖的间隙函数确定。我们发现超导能隙在所有的动量方向上都有显著的各向异性。虽然面内各向异性可以用向列性诱导的配对各向异性和轨道选择性配对来解释,但kz各向异性需要进一步改进理论方法。
2018-02-23 cond-mat.supr-con
Highly Anisotropic Superconducting Gap in Nematically Ordered and Tetragonal Phases of FeSe$_{1-x}$S$_x$
FeSe具有独特的基态,其中在环境压力下,超导性与非磁性有序共存,而没有长程磁有序。在这里,研究如何配对相互作用的发展与向列性,我们测量了FeSe $_{1-x}$ S $_x$的热导率和比热,其中向列性被抑制的等电子硫取代。我们发现,在整个双($0\leq x \leq 0.17$)和四($x=0.20$)制度,小磁场的应用导致这两个量的急剧增加。这表明在超导能隙函数中存在深的极小值或线节点,意味着在超导体的超导态和四超导态中,对相互作用是显著的各向异性。此外,目前的结果表明,在四氢呋喃制度的间隙极小值/节点的位置似乎是本质上不同于在四氢呋喃制度。这些结果对目前的理论提出了重要的限制。
2017-05-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structure and nematic phase transition in superconducting multi-layer FeSe films grown by pulsed laser deposition method
利用角分辨光电子能谱(angle-resolvedphotoemission,ANES)研究了脉冲激光沉积(PLD)法在CaF 2衬底上生长的FeSe单晶多层膜的电子结构。对具有不同超导转变温度Tc(4 K、9 K和14 K)的FeSe/CaF_2样品的测量表明,它们的费米面和能带结构存在电子差异。从这些样品的温度依赖性测量中观察到的指示的铁相变;铁的转变温度为140-160 K,远高于90 K的散装FeSe。钾沉积施加到这些样品的表面上;通过钾沉积将电子引入这些FeSe膜并引起显著的电子结构变化来抑制FeSe相。对PLD法制备的FeSe/CaF_2薄膜、分子束外延(MBE)法制备的FeSe/SrTiO_3薄膜和体FeSe薄膜的电子结构和超导电性进行了比较和讨论。PLD生长的多层FeSe/CaF_2薄膜比MBE生长的多层FeSe薄膜具有更高的空穴掺杂。我们对PLD法制备的FeSe/CaF_2薄膜的研究结果建立了体FeSe单晶和MBE法制备的FeSe/SrTiO_3薄膜之间的联系,为理解FeSe相关体系的超导电性提供了重要信息。
2017-06-19 cond-mat.supr-con
Photo-induced Superconducting State with Long-lived Disproportionate Band Filling in FeSe
光激发是一种非常强大的方法,可以在没有任何制造的情况下瞬间将材料驱动到新的量子态,并且已经开发了可变超快技术来观察电子,晶格和自旋自由度如何变化。其中最引人注目的现象之一是光致超导性,并且已经提出在铜酸盐中,转变温度Tc可以从原始Tc提高,具有显著的晶格调制。在铁基超导体FeSe中,我们发现了另一种光致高温超导态,它具有半金属空穴和电子带。在整个布里渊区的瞬态电子态直接观察到的时间和角度分辨的光电子能谱使用从高次谐波产生的极紫外脉冲。我们的动力学行为的时间尺度从50 fs到800 ps的结果一致支持良好的超导状态光激发后远高于Tc。这一发现表明,多带铁基超导体成为光致超导体的替代候选者。
2019-05-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Band inversion and topology of the bulk electronic structure in FeSe${}_{0.45}$Te${}_{0.55}$
FeSe ${}_{0.45}$ Te ${}_{0.55}$(FeSeTe)具有Dirac表面态和Majorana束缚态,是一种具有拓扑超导性的超导体.然而,相关性强烈重整化的电子结构计算相比,带,并没有证据表明预期的散装带反转。在这里,我们提出了一个全面的角度分辨光电发射(ARPES)研究FeSeTe作为光子能量范围从15 - 100 eV的函数。我们发现,虽然体价带顶基本上没有$k_z$色散,但其归一化强度随$k_z$呈周期性变化。我们表明,使用ARPES选择规则,强度振荡是一个签名的带反转表示的奇偶性从$Γ$到Z的变化。因此,我们提供了第一个直接的证据拓扑非平凡的散装能带结构,支持保护表面状态。
2019-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic Structure of the Order Parameter in FeSe0.45Te0.55 Revealed by Angle Resolved Specific Heat
铁基超导体中超导能隙的对称性和结构是理解这些新材料的核心问题。到目前为止,实验数据和理论模型一直存在很大争议。一些实验倾向于两个或多个恒定或接近恒定的间隙,其他实验表明强各向异性,还有一些实验表明间隙为零(“节点”)。理论模型也各不相同,这表明节点的存在或不存在定量地取决于模型参数。一个已经得到广泛传播的观点是,与所有其他已知的超导体(包括铜酸盐)不同,在同一家族中的不同化合物中,间隙结构可能不同。解决这个问题的一个独特的方法,是体积和角度分辨的极少数方法之一,要求测量旋转磁场中的电子比热,作为相对于晶轴的场取向的函数。在本通讯中,我们提出了第一个这样的测量铁基高温超导体(FeBSC)。我们观察到比热随面内磁场方向的四倍振荡,这使我们能够确定费米表面上的带隙最小值(或节点)的位置。我们的结果与扩展的s波模型的预期一致,该模型在电子袋上具有显著的能隙各向异性,并且能隙最小值沿ΓM(或Fe-Fe键)方向。
2010-07-21 cond-mat.supr-con
Observation of two distinct $d_{xz}/d_{yz}$ band splittings in FeSe
我们报道了用角分辨光电子能谱(ARPES)测量的FeSe单晶的详细电子能带结构的温度演化,包括$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道在$Γ$ /Z和M点的简并去除,以及$d_{xy}$和$d_{xz/yz}$轨道之间的轨道选择性杂化。在$Γ$ /Z和M点处的分裂随温度的变化是不同的,表明它们是由不同的序参量控制的。在M点的分裂是密切相关的结构转变,并归因于轨道上定义的Fe-Fe键与$d$ -波的形式,在倒易空间,打破了旋转对称性。相反,在$Γ$点的能带分裂保持在远高于结构转变的温度。虽然后者分裂的起源仍然不清楚,我们的实验结果排除了先前提出的铁轨道有序的情况。
2015-04-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nodal superconductivity in FeS: Evidence from quasiparticle heat transport
报道了$T_c \approx$ 5 K下硫化铁FeS超导体的低温热输运测量结果,硫化铁FeS与硒化铁FeSe具有相同的晶体结构和相似的电子能带结构.在零磁场下,观察到显著的剩余线性项$κ_0/T$。在低场下,随着电场的增加,$κ_0/T$迅速增加。这些结果为FeS中存在节超导能隙提供了有力的证据。我们将其与姐妹化合物FeSe和其他具有节隙的铁基超导体进行了比较。
2016-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unusual band splitting and superconducting gap evolution with sulfur substitution in FeSe
对FeSe $_{1-x}$ S $_x$(x= 0,0.04和0.08)超导体进行了高分辨率角分辨光电发射测量。与0.4毫电子伏,不寻常的两个空穴带附近的布里渊区中心,这可能是额外的对称性破缺的结果,在所有的硫取代的样品中的能量分辨率被确定。此外,在这两个空穴带的高度各向异性超导间隙的分辨率有限的节点被证明。我们发现,外空穴带上较大的超导能隙线性地减小到超导转变温度,而内空穴带上的能隙几乎与S替代无关。我们的观察强烈表明,超导能隙增加增强向列性,虽然超导转变温度不仅取决于对强度,在FeSe家庭的理论表现出强大的约束。
2022-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fate of $yz$/$zx$ orbital degeneracy and $xy$ Fermi surface in Ru substituted FeSe$_{1-x}$Te$_{x}$
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了Ru取代对FeSe $_{1-x}$ Te $_x$多带电子结构的影响. ARPES的结果显示出抑制的$xy$费米面和附近的带边界的光谱展宽,这可能与引入的Ru替代晶格无序。Fe 3 $d$ $yz$ / $zx$带在带中心处的简并性在Fe Se $_{1-x}$ Te $_x$中被破坏,随着Ru的取代部分恢复,表明电子态和非电子态共存.
2014-11-04 cond-mat.supr-con
Dichotomy of Electronic Structure and Superconductivity between Single-Layer and Double-Layer FeSe/SrTiO3 Films
在SrTiO_3衬底上生长的单层FeSe薄膜具有高温超导性,其独特的电子结构和无结超导能隙的观察引起了人们的广泛关注。最初的工作还发现,虽然单层FeSe/SrTiO 3膜表现出明显的超导性,但双层FeSe/SrTiO 3膜显示出绝缘行为。单层和双层FeSe/SrTiO 3薄膜之间的这种显著差异是令人惊讶的,并且潜在的起源仍然不清楚。在这里,我们报告我们的单层和双层FeSe/SrTiO 3薄膜之间的比较研究进行了系统的角度分辨光电子能谱研究在真空中退火的样品。我们发现,与单层FeSe/SrTiO_3薄膜一样,双层FeSe/SrTiO_3薄膜具有绝缘性和磁性,从而证实了FeSe/SrTiO_3薄膜中磁性相的普遍存在。特别地,双层FeSe/SrTiO 3膜显示出与单层膜完全不同的掺杂行为,因为其难以掺杂并且在广泛的退火条件下保持在绝缘状态。这种差异源于双层FeSe/SrTiO 3膜的底部FeSe层中来自FeSe-SrTiO 3界面的掺杂效率大大降低。这些观察结果为理解FeSe/SrTiO 3薄膜的超导电性起源和掺杂机制提供了关键的见解。单层和双层FeSe/SrTiO_3薄膜的性能差异,有利于在同一衬底上,在相同条件下制备超导和绝缘元件,从而实现电子器件的制备。
2014-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Distinctive momentum dependence of the band reconstruction in the nematic state of FeSe thin film
向列相态是指体系在旋转方向上保持不变但破坏旋转对称性的状态,由于在铜氧化物和铁基超导体中实验观测到了这种状态,近年来引起了人们的极大关注。然而,向列性的机制可能与高Tc的配对机制有关,仍然存在争议。本文利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了FeSe多层膜的电子结构。我们发现FeSe薄膜在125 K附近进入了非磁性态,而在20 K时还没有观察到长程磁有序的电子信号,这表明向列性的非磁性起源。基态的能带重构的特征是dxz和dyz带的分裂。更有趣的是,这种能量分裂是强动量依赖的,在区角处的最大能带分裂为~ 80 meV。简单的现场铁轨道排序是不足以重现的非平凡的动量依赖的带重建。相反,我们的研究结果表明,最近邻跳跃的dxz和dyz是高度各向异性的超导态,其起源持有的关键,在理解铁基超导体的向列性。
2015-03-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interatomic Coulomb interaction and electron nematic bond order in FeSe
尽管具有最简单的原子结构,但大块FeSe具有观察到的电子结构,其在所有Fe基超导体中与能带理论预测的偏差最大,并且表现出低温电子态,而没有介入磁序。我们发现Fe-Fe原子间库仑排斥$V$为FeSe超导体中令人困惑的电子关联效应提供了一个自然的解释。它产生了一个强重整化的低能量能带结构的范霍夫奇点位于非常接近费米能级的高温电子液相实验观察。这种接近使得$V$中的量子涨落能够在$d$波通道中诱导旋转对称性破缺电子键序。我们认为,这种新兴的低温$d$ -波键态,不同于通常讨论的铁轨道顺序和自旋向列性,最近已观察到的几个角度分辨光电发射实验检测提升的带简并在高对称点的布里渊区。我们对空间群进行了对称性分析,并确定了隐藏的反幺正$T$对称性,它保护了能带简并性,以及可以打破对称性并提高简并性的电子有序/相互作用。我们发现,$d$波的键序,连同自旋轨道耦合,提供了一个独特的解释的温度依赖性,动量空间各向异性,和域实验观察到的效果。我们讨论的影响,我们的研究结果的结构转变,磁秩序的情况下,和复杂的竞争之间的向列性和超导电性FeSe超导体。
2016-03-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con