Underdoped PrFeAs(O,F), one of the less known members of the 1111 family of iron-based superconductors, was investigated in detail by means of transport, SQUID magnetometry, nuclear magnetic resonance (NMR) measurements and point-contact Andreev-reflection spectroscopy (PCARS). PCARS measurements on single crystals evidence the multigap nature of PrFeAs(O,F) superconductivity, shown to host at least two isotropic gaps, clearly discernible in the spectra, irrespective of the direction of current injection (i.e., along the ab planes or along the c axis). Additional features at higher energy can be interpreted as signatures of a strong electron-boson coupling, as demonstrated by a model which combines Andreev reflection with the Eliashberg theory. Magnetic resonance measurements in the normal phase indicate the lack of a magnetic order in underdoped PrFeAs(O,F), while $^{75}$As NMR spin-lattice relaxation results suggest the presence of significant electronic spin fluctuations, peaking above $T_{c}$ and expected to mediate the superconducting pairing.
Vortex matter and strong pinning in underdoped PrFeAs(O,F) with atomic-sized defects
P. N. Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所);CrystMat Company(CrystMat公司);Laboratory for Solid State Physics, ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院凝聚态物理实验室)
Magneto-elastic Polarons and Superconductivity of Underdoped Cuprates HTS's
讨论了d波配对高温超导体正常态的一些问题,并提出了以下假设:1)在赝能隙温度下,发生了从三维非相干正常态到Cu O 2层准二维系统的维度交叉; 2)对于含有Janh-Teller和混合价Cu离子的体系,“裸空穴”是床准粒子,电子关联和涨落很强,以及铜和氧轨道固有的强p-d杂化; 3)这导致“裸空穴”减少为两种类型的磁弹性极化子。结果表明,其中之一,铁磁束缚极化子,导致条纹的形成,和反铁磁极化子之间的吸引力导致他们的配对和超导涨落在平面内。讨论了铁磁束缚极化子和反铁磁双极化子观测的一些实验证据。
Competition between superconductivity and magnetic/nematic order as a source of anisotropic superconducting gap in underdoped Ba$_{1-x}$K$_{x}$Fe$_{2}$As$_{2}$
使用隧道二极管谐振器技术在Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$的单晶中测量了面内伦敦穿透深度$Δλ(T)$,掺杂水平$x$的范围从严重欠掺杂$x$ =0.16($T_{c}$ =7~K)到接近最佳掺杂$x$ = 0.34($T_{c}=$ 39 K)。指数饱和的$Δλ(T)$中的$T\to0$极限被发现在最佳掺杂的样品中,与超流密度$ρ_{s}(T)\equiv(λ(0)/λ(T))^{2}$定量描述的自洽的$γ$ -模型与两个无节点的各向同性的超导间隙。随着掺杂水平在$x$ =0.16处朝向超导圆顶的极端降低,$Δλ(T)$的低温行为变得非指数并且最好由幂律$Δλ(T)\propto T^{2}$描述,这是强各向异性间隙的特征。这两个制度之间的变化发生在共存的磁/磁有序和超导性,$x<0.25$的范围内,并伴随着一个快速上升的绝对值$Δλ(T)$与欠掺杂。这种效应是超导性和其他有序态之间竞争的特征,与电子掺杂的Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$)$_{2}$ As $_{2}$化合物中观察到的效应非常相似,但幅度明显较小。我们的研究表明,空穴掺杂的化合物中的超导性和磁/磁有序之间的竞争比电子掺杂的化合物中的弱,并且欠掺杂的铁磷属元素化物中的超导态的各向异性是由磁和磁长程有序促进的配对相互作用和能隙函数的各向异性变化的结果。
Effect of electron-doping on spin excitations of underdoped BaFe$_{1.96}$Ni$_{0.04}$As$_{2}$
我们用中子散射研究了BaFe $_{1.96}$ Ni $_{0.04}$ As $_{2}$中的磁序和自旋激发。在冷却过程中,该体系在$\sim$ 97 K附近首先从四方晶系转变为正交晶系,然后在$T_N=91$ K时发生反铁磁有序,在低于$\sim$ 15 K时出现弱超导性.虽然超导性似乎与静态反铁磁秩序共存的运输和中子衍射测量,非弹性中子散射实验表明,磁激发不响应超导性。相反,电子掺杂的效果是减少BaFe $_2$ As $_2$中的c轴交换耦合,并诱导准二维自旋激发。这些结果表明,通过电子掺杂实现从三维自旋波到二维自旋激发的转变,对于分离的结构/磁性相变和高温超导性具有重要意义。
The diamagnetism above the superconducting transition in underdoped La(1.9)Sr(0.1)CuO(4) revisited: Chemical disorder or phase incoherent superconductivity?
超导波动和不均匀性之间的相互作用提出了一个新的兴趣,由于最近的工作支持一个异常的[超越传统的高斯-金兹伯格-朗道(GGL)的情况下]抗磁性高于Tc在欠掺杂的铜酸盐。这一结论主要是基于低场等温磁化曲线中新异常的观察,与我们早期在欠掺杂La(1.9)Sr(0.1)CuO(4)[Phys. Rev. Lett. 84,3157(2000)]。这些看似内在的反常现象在各种有影响力的著作中被作为赝能隙区相位非相干超导性的“热力学证据”提出,这是目前铜酸盐超导体物理学的一个中心和有争议的问题。在这里,我们已经扩展了我们的磁化强度测量在La(1.9)Sr(0.1)CuO(4)的两个样品具有不同的化学无序,在其中一个接近与随机分布的Sr离子。对于该样品,相应的Tc分布可以近似为围绕平均Tc对称,而在最无序的样品中是强烈不对称的。在这两个样品中测量的磁化强度之间的比较提供了一个关键的检查所观察到的抗磁性异常,这是类似于那些声称由于相位波动由其他作者的化学无序起源。这一结论也适用于只受本征类化学无序影响的样品,提供了进一步的检查,即在正常状态下的赝能隙的打开不影响低掺杂铜酸盐的超导转变以上的本征抗磁性。它还表明,一旦这些障碍的影响被克服,剩余的前体抗磁性可以占在一个定量水平的GGL方法下的总能量截止。
Uniform Mixing of Antiferromagnetism and High-Tc Superconductivity in Electron-doped Layers in Four-layered Ba2Ca3Cu4O8F2 : A New Phenomenon in an Electron Underdoped RegimePhenomenon in an Electron Underdoped Regime
Pseudogap in underdoped Ba$_{1-x}$K$_{x}$Fe$_{2}$As$_{2}$ as seen via optical conductivity
我们报道了在欠掺杂Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$($x = 0.2$和0.12)单晶的\emph{ab}平面光学电导率中观察到的赝能隙。这两个样品显示出显着的间隙打开的自旋密度波(SDW)秩序和超导性的转变温度$T_{\it SDW}$和$T_c$,分别。此外,我们观察到一个明显的赝能隙低于$T^{\ast} \sim$ 75 K,一个温度远低于$T_{\it SDW}$,但远高于$T_{c}$。谱权分析表明,赝能隙与超导能隙密切相关,表明赝能隙可能是超导性的先驱。间隙的掺杂依赖性也支持这种情况。
Crossover from spin-waves to diffusive spin excitations in underdoped Ba(Fe$_{1-x}$Co$_{x}$)$_{2}$As$_{2}$
利用非弹性中子散射,我们表明,在欠掺杂的Ba(Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$)$_{2}$ As $_{2}$的超导性的开始符合从定义明确的自旋波的交叉过阻尼和扩散的自旋激发。这种交叉发生,尽管存在的长程条纹反铁磁顺序的样品在一个组成范围从x=0.04-0.055,是一个结果的收缩自旋密度波隙和相应的增加的粒子孔(朗道)阻尼。后者的效果被捕获由一个简单的巡回模型有关的Co掺杂的费米表面的热点的变化。我们认为,过阻尼自旋涨落提供了一个配对机制,在这些材料的超导性。
Stability of nodal quasiparticles in underdoped YBa2Cu3O6+y probed by penetration depth and microwave spectroscopy
利用超流密度和宽带准粒子电导率的高分辨测量,研究了欠掺杂YBCO中节状准粒子的低能激发谱。穿透深度的测量温度低至0.05 K。微波电导率是从0.1到20 GHz测量的,是零能量准粒子的直接探针。的数据进行了比较与预测的一些理论方案,竞争或以其他方式修改纯d波超导性,特别是相称和不相称的自旋和电荷密度波; d + i s和d + i d超导性;循环电流相;和BCS-BEC交叉。我们的结论是,在存在少量强散射无序的情况下,数据与纯d波态一致,并且能够完全排除大多数候选竞争态,或者排除到由无序的能量尺度设置的水平,~ 4 K。然而,相称的自旋和电荷密度顺序,预计不会改变节点的频谱,因此不能排除。
Interplay between superconductivity and itinerant magnetism in underdoped Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$ ($x=$ 0.2) probed by the response to controlled point-like disorder
超导体对受控引入点状无序的响应是研究其微观电子集体行为的重要工具。就铁基超导体(IBS)而言,磁涨落可能在诱导高温超导性方面发挥重要作用。在某些情况下,这两种看似不相容的秩序在微观上共存。因此,了解这种独特的共存状态如何受到无序的影响,可以提供有关所涉及的微观机制的重要信息。在研究最多的磷属元素化物族之一,空穴掺杂的Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$(BaK 122)中,这种共存发生在宽的掺杂水平范围内,0.16~ $\lesssim x \lesssim $ ~0.25。我们使用相对论2.5兆电子诱导空位间隙(弗伦克尔)对,作为有效的点状散射中心。随着辐照剂量的增加,超导转变温度$T_c$显著降低。在顺序参数中没有节点的情况下,这为符号改变的$s_{\pm}$配对提供了强有力的支持。同时,在正常状态下,存在对Matthiessen规则的强烈违反和磁转变温度$T_{sm}$的降低(令人惊讶地,以与$T_c$相同的速率),这表明长程磁序的巡回性质。空穴掺杂的BaK 122与电子掺杂的Ba(Fe $_x$ Co $_{1-x}$)$_2$ As $_2$(FeCo 122)与类似的$T_{sm}\sim$ 110-K,$x=$ 0.02的比较揭示了正常状态的显著差异,在电子掺杂侧上没有明显的高于$T_{sm}$的Matthiessen规则违反。我们解释…
Short Coherence Length Superconductivity: A Generalization of BCS Theory for the Underdoped Cuprates
在观察到的短的相干长度的铜酸盐的基础上,我们认为,BCS-玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)交叉的方法是一个适当的起点,纠正BCS的平均场方法,从而解决这些材料中的赝能隙现象。我们的版本的BCS-BEC方法是基于一个特定的格林函数解耦计划,应区别于其他文献中,并产生(i)Leggett交叉基态(对于所有耦合常数g,在T=0)和(ii)BCS理论(对于所有$ T \leq T_c$在一个范围内的小g)。在本文中,我们提供了一个简单的物理图片的赝间隙相位以上和以下的$T_c$,并回顾了定量和定性的影响,这一理论,其中大部分已发表在最近的一系列论文。
Fragile charge order in the non-superconducting ground state of the underdoped high temperature superconductors
几十年来,空穴欠掺杂氧化铜超导体的正常态一直是一个谜。测量一个小的费米面的量子振荡抑制超导高施加磁场,连同互补的光谱测量的空穴欠掺杂的氧化铜超导体,点从电荷顺序在YBa 2 Cu 3 O 6 +x的节点电子口袋。在这里,我们报告的量子振荡测量密切相关的化学计量材料YBa 2Cu 4 O 8,这揭示了类似的费米表面性质YBa 2Cu 3 O 6 +x,尽管没有在相同的光谱技术,如X-射线衍射,揭示在YBa 2Cu 3 O 6 +x的电荷顺序签名。费米面重建YBa 2Cu 4 O 8建议发生从磁场增强的电荷秩序,呈现脆弱的零磁场,因为它的潜在的非常规对称性,和/或其发生作为一个附属的更强大的潜在的电子相关性。