磷族超导体 Ba$_{1-x}$Sr$_x$Ni$_2$As$_2$ 中单向电荷密度波与复杂结构调制的实空间观测
Real-space Observation of Unidirectional Charge Density Wave and Complex Structural Modulation in the Pnictide Superconductor Ba$_{1-x}$Sr$_x$Ni$_2$As$_2$
AI总结:
本文利用扫描隧道显微镜在实空间观测 Ba$_{1-x}$Sr$_x$Ni$_2$As$_2$ 中单向电荷密度波与结构调制,发现 Sr 替代抑制 CDW 并稳定 1×2 超结构,从而增强超导电性。
摘要:
本文利用低温及变温扫描隧道显微镜研究了磷族超导体 Ba$_{1-x}$Sr$_x$Ni$_2$As$_2$。在 BaNi$_2$As$_2$ 的低温相(三斜相)中,我们在 Ba 表面和 NiAs 表面均观测到波矢 $Q$ = 1/3 的单向电荷密度波(CDW)。在三斜相 BaNi$_2$As$_2$ 的 NiAs 表面,存在由结构调制诱导的、具有不同周期的链状超结构。在 BaNi$_2$As$_2$ 的高温相(四方相)中,NiAs 表面呈现周期性的 1×2 超结构。有趣的是,在 Ba$_{0.5}$Sr$_{0.5}$Ni$_2$As$_2$ 的三斜相中,Ba/Sr 表面和 NiAs 表面的单向 CDW 均被抑制,Sr 替代使 NiAs 表面上的周期性 1×2 超结构稳定,从而增强了 Ba$_{0.5}$Sr$_{0.5}$Ni$_2$As$_2$ 的超导电性。我们的结果为这类磷族超导体中单向 CDW、结构调制与超导电性之间的相互作用提供了重要的微观认识。
英文摘要:
Here we use low-temperature and variable-temperature scanning tunneling microscopy to study the pnictide superconductor, Ba$_{1-x}$Sr$_x$Ni$_2$As$_2$. In the low-temperature phase (triclinic phase) of BaNi$_2$As$_2$, we observe the unidirectional charge density wave (CDW) with $Q$ = 1/3 on both the Ba and NiAs surfaces. On the NiAs surface of the triclinic BaNi$_2$As$_2$, there are structural-modulation-induced chain-like superstructures with distinct periodicities. In the high-temperature phase (tetragonal phase) of BaNi$_2$As$_2$, the NiAs surface appears as the periodic 1 by 2 superstructure. Interestingly, in the triclinic phase of Ba$_{0.5}$Sr$_{0.5}$Ni$_2$As$_2$, the unidirectional CDW is suppressed on both the Ba/Sr and NiAs surfaces, and the Sr substitution stabilizes the periodic 1 by 2 superstructure on the NiAs surface, which enhance the superconductivity in Ba$_{0.5}$Sr$_{0.5}$Ni$_2$As$_2$. Our results provide important microscopic insights for the interplay among the unidirectional CDW, structural modulation, and superconductivity in this class of pnictide superconductors.
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