The magnetic order for several compositions of CaK(Fe$_{1-x}$Mn$_x$)$_4$As$_4$ has been studied by nuclear magnetic resonance (NMR), Mössbauer spectroscopy, and neutron diffraction. Our observations for the Mn-doped 1144 compound are consistent with the hedgehog spin vortex crystal (hSVC) order which has previously been found for Ni-doped $\text{Ca}\text{K}\text{Fe}_4\text{As}_4$. The hSVC state is characterized by the stripe-type propagation vectors $(π\,0)$ and $(0\,π)$ just as in the doped 122 compounds. The hSVC state preserves tetragonal symmetry at the Fe site, and only this SVC motif with simple AFM stacking along $\textbf{c}$ is consistent with all our observations using NMR, Mössbauer spectroscopy, and neutron diffraction. We find that the hSVC state in the Mn-doped 1144 compound coexists with superconductivity (SC), and by combining the neutron scattering and Mössbauer spectroscopy data we can infer a quantum phase transition, hidden under the superconducting dome, associated with the suppression of the AFM transition temperature ($T_\text{N}$) to zero for $x\approx0.01$. In addition, unlike several 122 compounds and Ni-doped 1144, the ordered magnetic moment is not observed to decrease at temperatures below the superconducting transition temperature ($T_\text{c}$).
Hedgehog Spin-vortex Crystal Antiferromagnetic Quantum Criticality in CaK(Fe1-xNix)4As4 Revealed by NMR
在大多数铁基超导体(SC)中观察到两种有序态,即反铁磁性和向列性。与这些SC相反,新发现的SC CaK(Fe $_{1-x}$ Ni $_x$)$_4$ As $_4$显示出反铁磁(AFM)状态,称为刺猬自旋涡旋晶体结构,没有无序,为研究自旋涨落与SC之间的关系提供了机会,而没有任何自旋涨落的影响。我们对CaK(Fe $^{75}$ Ni $_x$)$_4$ As $_4$(0 $\le x\le$ 0.049)的核磁共振研究表明,CaK Fe $_4$ As $_4$位于接近隐藏的刺猬SVC AFM量子临界点(QCP)。在CaK(Fe $_{1-x}$ Ni $_x$)$_4$ As $_4$中没有向列性的磁性QCP突出了铁基SC中自旋涨落与超导电性的紧密联系。化学计量组成的优点也使得CaKFe $_4$ As $_4$成为进一步详细研究无无序效应的铁基SC中磁性QCP与超导性之间关系的理想平台。
Preferred Spin Excitations in the Bilayer Iron-Based Superconductor CaK(Fe$_{0.96}$Ni$_{0.04}$)$_4$As$_4$ with Spin-Vortex Crystal Order
自旋轨道耦合(SOC)是理解铁基超导体磁驱动超导性的关键,铁基超导体中既有局域电子又有巡游电子,轨道角动量不完全猝灭。在这里,我们报告的中子散射研究双层化合物CaK(Fe $_{0.96}$ Ni $_{0.04}$)$_4$ As $_4$的超导性共存的非共线自旋涡旋晶体磁序,保持四重对称的Fe-Fe平面。在超导态下,由于双层耦合,发现了两个具有$L$奇、偶对称性的自旋共振模,其结构类似于未掺杂的化合物CaKFe $_4$ As $_4$,但能量较低.极化分析表明,奇模是$c-$轴极化的,低能自旋各向异性在高温下可以保持到顺磁相,这与其他具有面内共线和$c-$轴双轴磁序的系统非常相似。这些结果提供了铁磷族化合物超导体中SOC效应的缺失部分,并且还建立了一个共同的图片,即$c-$轴优选的磁激发低于$T_c$,而不管磁图案或晶格对称性的细节。
Unconventional superconductivity and antiferromagnetic quantum critical behavior in the isovalent-doped BaFe2(As1-xPx)2
用$^{31}$ P NMR研究了BaFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_x$)$_2$的自旋动力学随P浓度的变化.我们的核磁共振研究表明,二维反铁磁(AF)的波动显着增强与静态磁化率的变化不大接近AF阶段从超导圆顶。此外,磁有序温度$θ$推导出的弛豫速率在最佳掺杂消失。这些结果为量子临界点(QCP)提供了明确的证据,表明与QCP相关的AF涨落在高- $T_c$超导性中发挥着核心作用。
Quantum oscillations in antiferromagnetic CaFe2As2 on the brink of superconductivity
我们报告量子振荡测量CaFe 2 As 2在强磁场-最近报道成为超导压力下的小到一个hundrear。观察到的最大载流子口袋占据了顺磁布里渊区体积的小于0.05%-与反铁磁性引起的费米表面重构一致。通过比较几种碱土AFe_2As_2反铁磁体(A=Ca,Sr和Ba),发现费米面截面积F_α和初始观察口袋的有效质量m_α与反铁磁/结构转变温度T_s的关系与常规自旋密度波模型中的准粒子一致。这些发现表明,在这一系列化合物中,存在着一个传统的自旋密度波,非常接近超导性,这可能对非常规对形成的微观起源有影响。
Superconductivity at an antiferromagnetic quantum critical point: the role of energy fluctuations
最近的实验报告超导电性只有在很低的温度下,在一类重费米子化合物的启发,我们研究的影响,能量波动与小动量转移对配对不稳定性附近的反铁磁量子临界点。虽然这些波动,形成的复合自旋波动,提出了解释的热力学和输运性质的量子临界点附近的化合物,如YbRh $_{2}$ Si $_{2}$和CeCu $_{6-x}$ Au $_{x}$在$x\approx0.1$,在这里,他们被发现强烈抑制$T_{c}$的$d$ -波配对的热准粒子的自旋波动促进。有趣的是,如果能量涨落足够强,它们可以诱导涉及费米面冷区准粒子的三重态配对。总的来说,能量和自旋波动的相反效应导致$T_{c}$的抑制。
Coexistence of Antiferromagnetic Spin Fluctuations and Superconductivity in La2SmNi2O7 Thin Films
ShanghaiTech University(上海科技大学);Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海高等研究院);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)
Evidence for s-wave superconductivity with antiferromagnetic fluctuations in filled skutterudite LaFe$_{4}$P$_{12}$: $^{139}$La and $^{31}$P-NMR studies
我们对填充方钴矿超导体LaFe $_{4}$ P $_{12}$进行了$^{139}$ La,$^{31}$ P-NMR研究,其临界温度为$T_c=4.1$ K。在正常状态下,反铁磁(AFM)波动的存在下,有限波矢建议从核自旋晶格弛豫率$1/T_1$和奈特位移之间的关系。在超导(SC)状态下,观察到明显的相干峰$T_c$下方,很容易被抑制的外加电场。观察到$1/T_1$的指数下降,暗示了具有$2Δ/k_{\rm B}T_c =3.8$的各向同性超导带隙。此外,我们观察到骑士位移的减少,表明$T_c$以下的单对形成。这些结果清楚地证明了LaFe $_{4}$ P $_{12}$是一种罕见的具有显著AFM涨落的s波超导体。
Superconductivity mediated by the antiferromagnetic spin-wave in chalcogenide iron-base superconductors
K $_{0.8+x}$ Fe $_{1.6+y}$ Se $_2$等铁基硒化物超导体的基态都是掺杂反铁磁半导体。在这些材料中,存在定义明确的铁局域矩,其能量与传导电子的能量通过大的带隙分开。我们建议,该系统的低能物理是由一个模型的相互作用的电子与现场铁磁交换相互作用和站点间的超交换相互作用的哈密顿量。我们在线性自旋波近似下导出了电子的有效配对势,并证明了这些材料中的超导性可以通过介导相干自旋波激发来驱动。我们的工作为中子散射和其他实验观察到的超导和反铁磁长程序共存提供了一个自然的解释。
Coexistence of High Temperature Superconductivity and Antiferromagnetic Order in a Cuprate with Multiple Hole Fermi Pockets
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, 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);Max Planck Institute for Solid State Research(马克斯·普朗克固相研究所);Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences(中国科学院化学物理研究所);Songshan Lake Materials Laboratory(松山湖材料实验室);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院)
Coexistence of antiferromagnetic order and unconventional superconductivity in heavy fermion compounds CeRh_{1-x}Ir_xIn_5: nuclear quadrupole resonance studies
Spin dynamics near a putative antiferromagnetic quantum critical point in Cu substituted BaFe$_2$As$_2$ and its relation to high-temperature superconductivity
我们提出的非超导Ba(Fe ${_{0.957}}$ Cu ${_{0.043}}$)${_2}$作为${_2}$,一个组合物的AFM有序和顺磁相之间的量子临界点的弹性和非弹性中子散射测量的结果。通过将这些结果与低Cu组份以及母体化合物BaFe $_2$ As $_2$和超导Ba(Fe $_{1-x}$ Ni $_x$)$_2$作为$_2$化合物,我们证明了Ba的反铁磁有序态中的顺磁自旋涨落是明显的(Fe $_{0.957}$ Cu $_{0.043}$)$_2$作为$_2$,它不同于超导化合物中类似AFM的自旋涨落。我们的观察表明,铜替代扰乱准粒子之间的相互作用和自旋涨落。我们还表明,自旋-自旋相关长度,${ξ(T)}$,迅速增加,随着温度的降低,并找到${ω/T}$标度行为,量子临界的标志,在反铁磁量子临界点。