为了阐明重电子掺杂的铁磷族化合物中再增强的高$T_c$相的起源,通过控制氮族元素的高度,对重电子掺杂的LaFe $Pn$ O $_{0.75}$ H $_{0.25}$进行了系统的$^{75}$ As NMR研究通过在$Pn$(=As)位上用Sb或P取代,从Fe面获得了($h_{Pn}$).(1/ $T_1$)和奈特位移($K$)表明,在高温下的中等自旋涨落向低温方向被抑制.在具有较高$h_{Pn}$的较高$T_c$化合物中,这种在低能量下具有带隙特征的特征自旋涨落被更多地放大,而在具有较低$h_{Pn}$的非超导化合物中,这些特征自旋涨落被完全抑制。这意味着自旋涨落谱中的有限能量部分的贡献对于在重电子掺杂区域中增强$T_c$是至关重要的。这与具有类似尺寸的空穴和电子费米表面的典型铁基化合物的许多情况相反,其中在低能量下的自旋波动在低温下显著发展。讨论了重电子掺杂态的特征与由$d_{xy}$轨道导出的弱空穴费米面的特征的关系,该轨道在$h_{Pn}$高时上升,以及增强的电子相关效应。
英文摘要:
To elucidate the origin of re-enhanced high-$T_c$ phase in the heavily electron-doped Fe-pnictides, systematic $^{75}$As NMR studies are performed on heavily electron-doped LaFe$Pn$O$_{0.75}$H$_{0.25}$ by controlling the pnictogen height ($h_{Pn}$) from the Fe plane through the substitution at $Pn$(=As) site with Sb or P. The measurements of nuclear spin relaxation rate (1/$T_1$) and Knight shift ($K$) reveal that the moderate spin fluctuations at high temperatures are suppressed toward low temperatures. Such characteristic spin fluctuations with gap like feature at low energies are more enlarged in higher $T_c$ compounds with higher $h_{Pn}$, while those are totally suppressed in non-superconducting compounds with lower $h_{Pn}$. This implies that the contribution of the finite energy part in the spin fluctuation spectrum is crucial for enhancing $T_c$ in the heavily electron-doped regime. This is in contrast to many cases of typical Fe-based compounds with hole and electron Fermi surfaces of similar sizes, where the spin fluctuations at low energies develop significantly at low temperatures. The features in the heavily electron-doped states are discussed in relation with the characteristics of the faint hole Fermi surface derived from $d_{xy}$ orbital that rises when $h_{Pn}$ is high, together with the enhanced electron correlation effects.
Hidden robust presence of a hole Fermi surface in a heavily electron doped iron based superconductor LaFe$_2$As$_2$
本文研究了最近发现的重电子掺杂铁基超导体LaFe $_2$ As $_2$的电子结构。尽管第一性原理计算表明在$Γ$点周围明显不存在空穴费米表面,但我们通过假设去除La $d$轨道贡献揭示了在$Γ$点周围的空穴费米表面基本上存在。在LaFe $_2$ As $_2$的塌缩阶段,这是非超导的,空穴费米面被发现是不存在的,和从非塌缩超导阶段的差异可以自然地理解内的自旋波动介导的配对方案。
Quantitative Determination of Eliashberg Function and Evidence of Strong Electron Coupling with Multiple Phonon Modes in Heavily Over doped (Bi,Pb)2Sr2CuO6
Two-gap superconductivity in heavily n-doped graphene: ab initio Migdal-Eliashberg theory
石墨烯是从零维到三维材料的碳家族中唯一尚未观察到超导性的成员。目前尚不清楚对超导石墨烯的探索是否受到技术挑战的阻碍,或者是二维序参量的波动。在这一领域,从头计算是有用的,以指导实验工作,缩小搜索空间。本着这种精神,我们从第一原理研究了使用由Wannier-Fourier插值提供动力的完全各向异性Migdal-Eliashberg理论在掺杂石墨烯中诱导超导性的可能性。为了解决最好的情况下,我们考虑在高载流子密度的电子和空穴掺杂,以便对准费米能级的范霍夫奇点。在这些条件下,我们发现超导间隙的$s$波对称性,与轻微的各向异性引起的三角形翘曲,并在$n$掺杂的石墨烯的情况下,一个意想不到的两个间隙结构联想到MgB $_2$。我们的Migdal-Eliashberg计算表明,对于载流子密度超过$10^{15}$ cm $^{-2}$的$n$掺杂的石墨烯,在低温下观察到超导性应该是可能的。
Elastoresistivity of heavily hole doped 122 iron pnictides superconductors
重空穴掺杂的铁磷属元素化物超导体的向列性仍有争议。在RbFe $_2$ As $_2$及其姊妹化合物中,发现了相当大的磁涨落,甚至是远离磁不稳定性的磁级。本文报道了一系列等价掺杂和电子掺杂的KFe $_2$ As $_2$晶体的系统弹性电阻研究。我们发现所有晶体沿[110]方向冷却时的弹性电阻是发散的。弹性电阻率的振幅发散,如果K被替换为更大的离子,或者如果该系统被推向一个Lifshitz过渡。然而,我们得出结论,他们都不一定表明一个独立的临界点。相反,增加的向列性可以与另一种电子临界性相关联。特别是,我们提出了一种机制,如何弹性电阻率增强在Lifshitz过渡。
Electronic structure of heavily electron-doped BaFe$_{1.7}$Co$_{0.3}$As$_2$ studied by angle-resolved photoemission
我们对重电子掺杂非超导BaFe $_{1.7}$ Co $_{0.3}$ As $_2$进行了高分辨角分辨光电子能谱研究。我们发现在空穴掺杂的超导体Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$ Fe $_2$ As $_2$中观察到的两个空穴费米面口袋在该化合物中不存在或非常小,而在M点处的两个电子口袋由于Co替代的电子掺杂而显著膨胀。非SC和SC样品的费米面的比较表明,通过反铁磁波矢连接的空穴和电子口袋的共存是实现铁基超导体的超导性机制的必要条件。
Orbital and Pauli limiting effects in heavily doped Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$
研究了Fe基轻无序超导体Ba $_{0.05}$ K $_{0.95}$ Fe $_2$ As $_2$在沿FeAs层(H//ab面)外加磁场H中的热力学性质.该掺杂水平的超导(SC)转变温度为T $_c$ = 6.6 K。对T < T $_c$的比热C(T,H)的分析表明,在不同的费米口袋中,超导序参量的符号发生了变化。为三组分超导序参量提供了实验依据。我们发现,所有这三个组件的值与以前报道的化学计量化合物KFe $_2$作为$_2$。我们的C(T,H)和电阻率ρ(T,H)的数据可以解释为有利于占主导地位的轨道贡献的对破缺机制在低场,而泡利限制效应占主导地位,在高场,产生一个无带隙超导态,只有领先的非零间隙。
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。
Evolution of band structure from optimally doped to heavily overdoped Co-substituted NaFeAs
用角分辨光电子能谱研究了NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As从最佳掺杂超导化合物($x=0.028$)到重过掺杂非超导化合物($x=0.109$)的电子结构。与“122”型铁磷属元素化合物的情况类似,我们的数据表明,在NaFe $_{1-x}$ Co $_x$ As中的Co掺杂提供了额外的载流子,并相应地移动了费米能级。在$x=0.109$化合物中,围绕带中心$Γ$的空穴状带移动到更深的结合能,而出现电子口袋。在整个掺杂范围内,我们研究的整体能带重整化基本上保持不变,这表明局部磁/电子相关性不受载流子掺杂的影响。我们推测,流动载流子的巡游特性和局域相互作用之间的平衡可能对超导性起着重要的作用。
Crystalline anisotropy induces a second antiferromagnetic phase in the absence of SDW in the heavily hydrogen-doped LaFeAsO$_{1-x}$H$_x$ $(x\sim0.5 )$
采用密度泛函理论结合动力学平均场方法(DFT+DMFT)研究了重掺氢LaFeAsO $_{1-x}$ H $_x$ $(x\sim0.5 )$的电子和磁性.我们发现了氢原子和氧原子的条纹状有序结构,作为基态,具有与反铁磁(AF)顺序相同的配置。新的结构可以解释现有的实验结果有关的重H掺杂的LaFeAsO $_{1-x}$ H $_x$,如在平面内的电子各向异性和非均匀的磁性行为。在Fe- 3d $_{xz}$(xz)和Fe-3d $_{yz}$(yz)基态轨道之间观察到显著的各向异性,其中不存在由自旋密度波相产生的赝能隙,这被发现源于结晶各向异性。磁矩在空间上是不均匀的,并且对晶体构型很敏感。我们发现,非均匀的磁性行为与结构中的As-Fe-As键角有关。我们的研究结果将阐明铁基超导体中晶体细节和轨道自由度的重要性。
Angle-resolved photoemission spectroscopy of Na-doped Ca2CuO2Cl2 single crystals: Fingerprints of a magnetic insulator in a heavily underdoped superconductor
Superconducting gap with sign reversal between hole pockets in heavily hole-doped Ba1-xKxFe2As2
为了深入了解铁磷族元素化物的非常规超导性,没有电子口袋,我们测量了重空穴掺杂制度的Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$的热导率$κ$和穿透深度$λ$。剩余热导率$(κ/T)_{T \rightarrow 0\,{\rm K}}$和$λ$的$T$依赖性一致地表明在$x=0.76$处的完全带隙超导性和在较高空穴浓度处的(线)节超导性。在低温下的$\fracκ{T}\cdot T_c|_{T \rightarrow 0\,{\rm K}}$和$\frac{dλ}{d(T/T_c)}$的大小,这两者都是由低能量激发的性质决定的,表现出非常不寻常的非单调x依赖性。这些结果表明,在一个狭窄的掺杂范围内的节点特性的显着变化,表明掺杂交叉的s波状态之间的间隙函数与$Γ$中心的空穴袋之间的符号反转和没有。
Incommensurate spin fluctuations in hole-overdoped superconductor KFe2As2
重空穴过掺杂超导KFe $_2$ As $_2$的中子散射研究揭示了在[$π(1\pm2δ$),0]处定义良好的低能无公度自旋涨落,其中$δ$ = 0.16。该无公度结构不同于先前在低能量下在电子掺杂的$A$ Fe $_2$ As $_2$($A$ = Ba、Ca或Sr)中观察到的公度峰。峰分裂的方向垂直于在Fe(Te,Se)或Ba(Fe,Co)$_2$ As $_2$中观察到的方向。能带结构计算表明,带间散射周围的$Γ$和X点的起源,这个不相称的峰。峰分裂的垂直方向可以在多轨道能带结构的框架内理解。结果表明,空穴掺杂样品中的自旋涨落比电子掺杂样品中的自旋涨落更强,这可能是重空穴掺杂样品中出现超导电性的原因.
Bulk Fermi surface and momentum density in heavily doped La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ using high resolution Compton scattering and positron annihilation spectroscopies
本文用康普顿散射法观察了La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$的过掺杂($x$ =0.3)单晶体费米面(FS)。根据测量的康普顿剖面进行的二维(2D)动量密度重建在沿[100]的第三布里渊区产生了清晰的FS特征。密度泛函理论(DFT)计算与动量密度实验之间的定量一致表明,费米液体物理恢复在过掺杂制度。特别是预测的FS拓扑被发现是在良好的符合相应的实验数据。我们发现测量的正电子湮没辐射(2D-ACAR)谱的二维角相关和基于DFT的计算之间类似的定量协议。然而,无论是在理论上还是在实验上,2D-ACAR都没有给出扩展动量空间中FS的清晰特征。
c-Axis Transport and Resistivity Anisotropy of Lightly- to Moderately-Doped La_{2-x}Sr_{x}CuO_{4} Single Crystals: Implications on the Charge Transport Mechanism