Magnetic fluctuations and superconducting pairing in $\varepsilon$-iron
M. N. Miheev Institute of Metal Physics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院 M.N. 米赫耶夫金属物理研究所）；Ural Federal University（乌拉尔联邦大学）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
A. S. Belozerov, A. A. Katanin, V. Yu. Irkhin, V. I. Anisimov
We study Coulomb correlation effects and their role in superconductivity of $\varepsilon$-iron under pressure from 12 to 33 GPa by using a combination of density functional and dynamical mean-field theory. Our results indicate a persistence of the Fermi-liquid behavior below the temperature $\sim$1000 K. The Coulomb correlations are found to substantially renormalize the density of states, reducing the distance from the peak to the Fermi level to 0.4 eV compared to 0.75 eV obtained in DFT calculations. We find significant antiferromagnetic correlations, which are accompanied by the formation of short-lived local magnetic moments. We use the obtained results as a starting point for construction of the multi-band Bethe-Salpeter equation, which eigenvalues indicate that antiferromagnetic spin fluctuations may result in the superconducting pairing in $\varepsilon$-Fe. Moreover, the tendency to superconducting instability becomes weaker with the increase of pressure, which may explain the disappearance of superconductivity at $\sim$30 GPa.
Magnetic properties and pairing tendencies of the iron-based superconducting ladder BaFe$_2$S$_3$: combined ab initio and density matrix renormalization group study
本文报道了最近在两柱梯形化合物BaFe $_2$ S $_3$中发现的高压超导电性[H. Takahashi等人，Nature Materials 14，1008（2015）]开辟了一条广阔的研究途径，因为它代表了准一维铁基高临界温度超导体中配对趋势的第一份报告。与铜酸盐的情况类似，使用多体技术和模型哈密顿量可以更精确地研究阶梯和链，而不是分层的对应物，特别是如果几个轨道是活跃的。在这篇文章中，我们从第一原理推导出一个双轨道哈伯德模型，该模型描述了BaFe $_2$ S $_3$的各个阶梯。用密度矩阵重整化群研究了该模型。这些首次报道的结果是令人兴奋的两个原因：（i）在半填充，铁磁顺序出现作为主导的磁性模式沿梯级的梯子，和反铁磁顺序沿腿，在良好的协议与中子实验;（ii）对形成强耦合制度，通过研究发现掺杂的两个空穴的结合能的半填充系统。此外，轨道选择性莫特相特性随着掺杂而发展，只有一个Wannier轨道接收空穴载流子，而另一个保持半填充。这些结果表明，铁基双阶梯模型的分析可以阐明铁基高临界温度超导体的配对倾向和其他奇异性质的起源。
Triplet pairing, orbital selectivity and correlations in Iron-based superconductors
University of Cincinnati（辛辛那提大学）；Max-Planck-Institut für Festkörperforschung（马克斯·普朗克固体研究所）；Rutgers University（罗格斯大学）；Royal Holloway, University of London（伦敦大学皇家霍洛威学院）
Unconventional pairing in the iron arsenide superconductors
我们用磁长程序作为工具来探测砷化铁超导体中的库珀对波函数。我们从理论上证明，只有当库珀对形成一个非常规的，符号变化的状态，反铁磁性和超导性可以共存于这些材料。在Ba（Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$）$_{2}$ As $_{2}$中共存的观察则证明了该材料中的非常规配对。理论和中子衍射实验之间的详细协议，特别是不寻常的行为的磁序低于$T_{c}$，证明了我们的结论的鲁棒性。我们的研究结果强烈地表明，在砷化铁家族的所有成员中，超导性都是非常规的。
Multiple Gaps and Superfluid Density from Interband Pairing in Iron Oxypnictides
我们研究了铁氧磷属化合物的四带模型，其中的超导性质被假定为由类空穴和类电子费米面之间的带间耦合决定。我们发现，合理的参数可以解释的角度分辨的光电子能谱显示多个间隙在Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$，和超流密度的温度依赖性。同时，超流密度的零温值与载流子数呈常规的比例关系。
Raman-Scattering Detection of Nearly Degenerate $s$-Wave and $d$-Wave Pairing Channels in Iron-Based Ba$_{0.6}$K$_{0.4}$Fe$_2$As$_2$ and Rb$_{0.8}$Fe$_{1.6}$Se$_2$ Superconductors
我们表明，电子拉曼散射提供了一个窗口的铁基超导体的配对电位$V_{\mathbf{k},\mathbf{k^{\prime}}}$的基本属性。在Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$作为$_2$，我们观察到带相关的能隙随着激子Bardasis-Schrieffer模式的特征，分别占主导地位和次主导的配对通道。所有激子的$d_{x^2-y^2}$对称性使我们能够确定次优势通道起源于电子带之间的相互作用。因此，驱动超导性的主导通道是电子和空穴带之间相互作用的结果，并且具有完全的晶格对称性。Rb $_{0.8}$ Fe $_{1.6}$ Se $_2$的结果以及Ba（Fe $_{0.939}$ Co $_{0.061}$）$_2$ As $_2$的早期结果突出了费米表面拓扑对配对相互作用的影响。
Robustness of s-wave pairing symmetry in iron-based superconductors and its implications to fundamentals on magnetically-driven high temperature superconductivity
Decoupled interband pairing in a bilayer iron-based superconductor evidenced by ultrahigh-resolution ARPES
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；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）；Zhejiang University（浙江大学）
Intertwined charge, spin, and pairing orders in doped iron ladders
受铁基梯形化合物实验研究进展的启发，我们研究了双腿梯形BaFe $_2$ S $_3$的掺杂双轨道哈伯德模型.利用{ \it ab initio}跳跃参数构造了该模型，并利用密度矩阵重整化群方法研究了其基态性质.我们发现，$(π,0)$磁有序半填充，铁磁梯级和反铁磁腿，成为不相称的空穴掺杂。此外，根据Hubbard $U$耦合的强度，其他磁模式，如$(0,π)$，也是稳定的。我们发现，两个空穴的结合能成为负的中间哈伯德相互作用强度，表明空穴配对。由于晶体场在轨道之间分裂，空穴主要驻留在一个轨道中，另一个轨道保持半填充。这类似于轨道选择性莫特态。紧密空穴对的形成随着空穴密度的增加而继续，只要磁序在一个方向上保持反铁磁。对对相关性的研究表明，轨道内自旋单重态通道的主导地位，而不是其他配对通道。虽然在一个范围内的空穴掺杂配对的相关性衰减缓慢，我们的结果也可以被解释为对应的电荷密度波对，最终的超导性的前体后，梯间耦合包括在内。这种相互交织的秩序的情况已经在铜酸盐中进行了广泛的讨论，我们的研究结果表明，类似的物理可能存在于梯形铁基超导体。最后，我们还表明，一个强大的洪德耦合需要配对发生。
Magnetic correlations and pairing in the 1/5-depleted square lattice Hubbard model
我们研究了单轨道哈伯德模型上的1/5耗尽的正方形晶格几何形状，出现在这样的不同系统的自旋间隙磁绝缘体CaV 4 O 9和有序空位铁硒化物，提出了新的问题，在这些材料的磁有序和超导性的起源。我们发现一个丰富的相图，包括一个元胞单重态相，二聚体单重态相，尼尔和块自旋反铁磁相，条纹相。量子蒙特卡罗模拟结果表明，在半填充时，主要的配对关联从元胞相的d波转变为向Neel相转变时的扩展s波。这些发现与铁基超导体有着有趣的联系，并表明多轨道系统的一些物理学可以在不同的掺杂下被单轨道模型捕获。
Anomalous Shiba states in topological iron-based superconductors
我们证明了铁基超导体FeSe $_{1-x}$ Te $_x$中接近磁性杂质的鲁棒零能模的形成。我们发现，由杂质产生的塞曼场有利于自旋三重态轨道间配对，而不是自旋单重态轨道内配对普遍在散装。优选的自旋三重态配对保持时间反演对称性并且是拓扑的，因为在具有不同配对状态的区域之间的边界处出现鲁棒的、拓扑保护的零模式。此外，零模形成Kramers双峰，其对自旋极化的方向或杂质之间的分离不敏感。我们认为，我们的理论结果是一致的，最近的实验测量FeSe $_{1-x}$ Te $_x$。
Vortex core states in a minimal two-band model for iron-based superconductors
对对称性是铁基超导体研究中的主要问题之一。我们采用一个最小的双带紧束缚模型，考虑了不同的配对作用通道，导出了一组双带Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程。BdG方程在实空间中实现，然后通过精确对角化自洽求解。在均匀情况下，我们发现$d_{x^2-y^2}$波配对态最有利于最近邻配对相互作用，而$s_{x^2y^2}$波配对态最有利于次最近邻配对相互作用.这与Seo { \em et al.}报道的结果一致。[Phys. Rev. Lett. { \bf 101}，206404（2008）]。然后，我们继续研究的局部电子结构周围的磁涡旋核心的$d_{x^2-y^2}$波和$s_{x^2y^2}$波配对对称的混合状态。从局域态密度（LDOS）谱及其空间变化发现，对于$d_{x^2-y^2}$波对对称，费米能附近的共振芯态是束缚态，而对于$s_{x^2y^2}$波对对称，随着电子填充因子的变化，共振芯态可以从局域态演化到扩展态.此外，通过包括有效的交换相互作用，出现的反铁磁自旋密度波（SDW）序可以抑制共振芯态，这为理解Yin { \em et al.}最近的扫描隧道显微镜实验（STM）所揭示的共振峰的缺失提供了一种可能的途径。[Phys. Rev. Lett. { \bf 102}，097002（2009）]。
Sudden reversal in the pressure dependence of Tc in the iron-based superconductor CsFe2As2: A possible link between inelastic scattering and pairing symmetry
Competing pairing interactions responsible for the large upper critical field in a stoichiometric iron-based superconductor, CaKFe$_4$As$_4$
多带超导体的上临界场是揭示超导对本质的重要物理量。在这里，我们通过实验绘制出了化学计量比超导体CaKFe $_4$ As $_4$的完整上临界场相图，在磁场的不同取向下，温度可达4.2K。上临界场非常大，在最低温度下达到接近~3 $T_c$的值，并且各向异性随温度急剧减小，导致在4.2K下基本上各向同性的超导性。我们发现，温度依赖性的上临界场可以很好地描述了一个两带模型在清洁的限制与带耦合参数有利于带内带间相互作用。大泡利顺磁效应与浅带的存在是一致的，在低温下在这个干净的超导体的FFLO状态的稳定。
Unconventional superconducting gap via spin fluctuations in iron-vacancy ordered A$_{y}$Fe$_{2-x}$Se$_{2}$
基于有效的12轨道紧束缚模型，研究了铁空位有序A $_{y}$ Fe $_{2-x}$ Se $_{2}$的反铁磁涨落诱导的超导态.结果表明，由于铁空位引起的反射对称性破缺，出现了具有$C_{4h}$对称性的新超导态。特别是，我们表明，在$C_{4h}$对称性，对称轴的配对动量不需要与轴的晶胞。结果，除了配对能隙的大小之外，配对波函数与晶格的相对取向形成了用于表征超导能隙的另一个自由度，并且可以进一步帮助获得凝聚能。尽管如此，与其他铁基超导体类似，单重基态仍然由s波或d波主导，它们几乎是简并的，具有各向异性的间隙。此外，s-波和d-波超导态被Hund规则耦合$J_{H}$控制的量子临界点分开。
