Anisotropic effect of Cd and Hg doping on Pauli limited superconductor CeCoIn$_5$
通过测量CeCo的比热,研究了Cd和Hg掺杂对CeCoIn $_5$的一级超导转变和高场-低温超导态的影响(在$_{\rm 1-x}$中,Cd $_{\rm x}$)$_5$(x=0.0011、0.0022和0.0033)和CeCo(在$_{\rm 1-x}$ Hg $_{\rm x}$中)$_5$,x=0.00016、0.00032和0.00048,温度低至0.1 K,磁场高达14 T。Cd替代迅速抑制交叉温度$T_{\rm 0}$,其中超导转变从二阶变为一阶,对于$H\parallel$ [100],$T$ =0 K,x=0.0022,而对于$H\parallel$ [001],它在x=0.0033时保持大致恒定。在Hg掺杂样品中提出的FFLO状态的相关异常被x=0.00048洗掉,同时保持在相同的温度下,表明该状态对杂质的高灵敏度。我们将这些结果解释为支持CeCoIn $_5$中的高场-低温状态的非磁性(可能为FFLO)起源。
2008-04-15 cond-mat.str-el
Magnetoresistance of the heavy-fermion metal CeCoIn5
由于洛伦兹力,CeCoIn 5的磁阻(MR)明显不同于轨道MR的预期,并且由在许多常规金属中成立的科勒规则描述。我们表明,一个明显的交叉从负到正MR的CeCoIn 5,发生在升高的温度是由有效质量M*(B,T)的依赖性上的磁场B和温度T。因此,交叉由重费米子金属中观察到的M*(B,T)的普遍行为调节。当一个强关联电子系统从由施加磁场引起的朗道费米液体行为转变为在升高的温度下发生的非费米液体行为时,M*(B,T)表现出这种行为。我们的计算结果与事实符合得很好,并揭示了新的标度行为。
2008-05-05 cond-mat.str-el
New High Field State of Flux Line Lattice in Unconventional Superconductor CeCoIn_5
超声波速度测量的非常规超导体CeCoIn_5具有极大的泡利顺磁磁化率揭示了一个不寻常的结构转变的磁通线晶格(FLL)附近的上临界场。过渡场与热容测量揭示的二阶相变相一致。在过渡的声速的降低是一致的崩溃的FLL倾斜模量和交叉准二维FLL钉扎。这些结果提供了强有力的证据表明,高场状态是Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinikov相,其中的序参量是空间调制的,并具有垂直于涡旋排列的平面节点。
2003-12-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase Diagram of CeCoIn_5 in the Vicinity of H_{c2} as Determined by NMR
本文报道了重费米子超导体CeCoIn_5在平行于$(\hat a, \hat b)$平面的不同磁场中的^{115}In核磁共振(NMR)测量。测量探测了超导临界场H_{c2}附近的相图的一部分,其中可能的非均匀超导态,Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov(FFLO),是稳定的。我们已经确定了明确的NMR签名的两个相变发生在这一部分的相图。一级相变的特征在于位移的相当大的不连续性。我们发现,一个连续的二级相变从超导到FFLO状态发生在温度下的位移变得与温度无关。我们根据NMR数据编制了CeCoIn_5在H_{c2}附近的第一相图,发现它与热力学测量的结果一致。
2007-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for the FFLO state in CeCoIn_5 from penetration depth measurements
本文报道了用基于隧道二极管振荡器的自谐振储能电路测量重费米子超导体CeCoIn_5的穿透深度和电阻率。当磁场与\emph{ab}面平行且温度低于250 mK时,发现了两个相变,其中低场超导态的相变为二阶相变,即从普通涡旋态到Fulde,Ferrell,Larkin,Ovchinnikov(FFLO)态的相变.较高的场转换标记从FFLO到正常状态的改变。这种更高的场转变,$H_{c2}$,是一阶高达900 mK,测量的最高温度。我们在100和900 mK之间的温度下的正常状态的电阻率测量表明,FFLO状态的准粒子相互作用强度,$F^a_0$的变化有关。我们的临界场数据为不同的方向和温度是在最近的比热,磁化强度和电阻率的结果很好地吻合。
2004-04-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hybridization-Controlled Pseudogap State in the Quantum Critical Superconductor CeCoIn5
在神秘的赝能隙行为中,电子密度态的部分抑制的起源是理解高$T_c$超导性的核心,一直受到激烈的争论,要么是预先形成的库珀对的标志,要么是附近竞争相互作用的初始秩序。在这里,我们报告的准粒子散射光谱的量子临界超导体CeCoIn $_5$,其中的赝能隙与能量$Δ_g$表现为下降的微分电导($dI/dV$)低于$T_g$的特征温度。当受到外部压力时,$T_g$和$Δ_g$随着Ce 4 $f$矩与导电电子之间的量子纠缠杂交的增加而逐渐增加。另一方面,超导(SC)能隙和它的相变温度显示出最大值,揭示了一个圆顶形状的压力下。两个量子态之间对压力的不同依赖性表明,赝能隙不太可能参与SC库珀对的形成,而是由近藤杂化控制,这表明CeCoIn $_5$中实现了一种新型的赝能隙。
2023-02-21 cond-mat.str-el
Angular Dependent Torque Measurements on CeCoIn$_5$ Single Crystals
在温度$T$为1.9 K $\leq T \leq $ ~ 20 K,磁场$H$为14 T的条件下,对重费米子超导体CeCoIn $_5$($T_{c0}$ = 2.3 K)单晶进行了角相关扭矩测量.在正常状态下,发现一个大的顺磁效应。还进行了混合状态下的扭矩测量。扭矩曲线在$θ= 90^{o}$($θ$是$H$和晶体的$c-$轴之间的角度)处显示出尖锐的滞后峰值,这是涡流的固有钉扎的结果。混合状态下的各向异性$γ\equiv \sqrt{m_{c}/m_{a}}$是使用Kogan模型[Phys. Rev. B \textbf{38},7049(1988)]从涡流对扭矩信号的贡献的可逆部分确定的。各向异性$γ$随磁场和温度的增加而减小。事实上,$γ$不是一个常数指向一个多带的情况下,在这种重费米子材料。
2006-04-17 cond-mat.str-el
Observation of Spin Susceptibility Enhancement in the Possible FFLO State in CeCoIn$_5$
本文报道了在垂直于$\hat c$轴的磁场作用下,在超导临界场$H_{c2}$附近对重费米子超导体CeCoIn $_5$进行的$^{115}$核磁共振测量.一个可能的非均匀超导态,Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov(FFLO),在相图的这一部分是稳定的。在11 T外加磁场下,我们观察到了两个明显的相变特征:高温时到均匀超导态的相变和低温时到FFLO态的相变。结果发现,自旋磁化率在假定的FFLO状态是显着增强相比,在均匀超导状态的值。这一发现的低温相的性质的影响进行了讨论。
2006-09-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Visualizing Heavy Fermion Confinement and Pauli-Limited Superconductivity in Layered CeCoIn5
层状材料结构在增强电子-电子相互作用以产生相关的金属相方面发挥着关键作用,这些金属相可以转变为非常规的超导状态。这类化合物的准二维电子性质通常是通过检查它们的体积性质间接推断出来的。在这里,我们使用扫描隧道显微镜和光谱直接探测在截面的准二维相关电子态的重费米子超导体CeCoIn 5。我们的测量揭示了强约束性质的重准粒子,隧穿特性的各向异性,和逐层调制的行为的前体赝隙间隙相在这种化合物。在低温下研究层间耦合超导态,我们发现线缺陷相对于d波序参量的取向决定了是否由于散射而形成带隙态。各向异性磁涡旋核的光谱成像直接表征了短的层间超导相干长度,并显示出在上临界面内磁场附近的电子相分离,与Pauli限制的一阶相变到赝能隙相一致。
2018-02-08 cond-mat.str-el
Crystalline Electric Field Excitations in the Heavy Fermion Superconductor CeCoIn_5
用中子非弹性散射(INS)方法确定了重费米子超导体CeCoIn_5的晶化电场(CEF)能级方案。在入射中子能量为30-60 meV,温度为10 K时,在8 meV和27 meV的INS谱中观察到的峰分别对应于从基态到两个激发态的跃迁。这些峰的波矢和温度依赖性与CEF激发是一致的。将数据拟合到CEF模型得到CEF参数B^0_2=-0.80 meV,B^0_4=0.059 meV,并且|B^4_4| = 0.137 meV,对应于能级方案:γ_7 ^(1)(0)[=0.487| +/-5/2> - 0.873|-/+3/2>]、γ_7 ^(2)(8.6 meV,100 K)和γ_6(24.4 meV,283 K)。
2004-01-23 cond-mat.str-el
Exploring the fragile antiferromagnetic superconducting phase in CeCoIn5
CeCoIn 5是一种重费米子II型超导体,具有明显的Pauli极限超导性。各种各样的测量提供了证据,证明在超导状态内部的高磁场下,当磁场平行于或垂直于c轴时,会发生转变。当磁场垂直于c轴时,在过渡的高场侧观察到反铁磁有序,磁波矢为(q q 0.5),其中q = 0.44倒易晶格单元。我们发现,这种顺序仍然是作为磁场旋转出基面,但相关的时刻最终消失17度以上,表明与平行于c轴的磁场所看到的异常是不相关的磁序。我们讨论了这一发现的影响。
2010-09-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for freezing of charge degrees of freedom across a critical point in CeCoIn$_5$
人们认为,许多高温超导体的“奇怪”金属态的基础是存在一个分隔两个不同的零温相的量子临界点。这个量子临界点的性质,以及对由此产生的奇怪金属的描述,是凝聚态物理中的核心开放问题。在很大程度上,争议源于缺乏明确的对称性破缺来表征临界相变,而这一挑战并不比非常规超导体CeCoIn $_5$的例子更清楚。通过对CeCoIn $_5$的霍尔效应和费米面的测量,与从头计算结果相比,我们发现了一个临界点的证据,该临界点连接了两个不同体积的费米面,而没有明显的电荷断裂,表明存在一个过渡,该过渡涉及一个电荷自由度的突然局部化。我们提出了一个模型,这种材料的异常霍尔电阻率的基础上的价电荷波动的导电性。
2020-11-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Angular Position of Nodes in the Superconducting Gap of Quasi-2D Heavy-Fermion Superconductor CeCoIn_5
本文研究了重费米子超导体CeCoIn_5在二维平面内旋转的磁场中的热导率。一个明确的四重对称性的热导率,这是一个超导能隙的特点与节点沿(+-π,+-π)-方向被解决。热导率测量还揭示了在H_c2处的一级跃迁,表明是泡利极限超导态。这些结果表明,对称性最有可能属于d_{x^2-y^2},这意味着各向异性反铁磁涨落与超导电性有关。
2001-05-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic evidence for field-induced magnetism in CeCoIn$_5$
我们目前的NMR数据在正常和超导状态的CeCoIn $_5$接近$H_{\rm c2}(0)=11.8$ T在$ab$平面的字段。最近的实验确定了一个一阶过渡从正常到超导状态的$H> 10.5$ T,和一个新的热力学相低于290 mK的超导状态。我们发现In(1),In(2)和Co的Knight位移在一级跃迁处是不连续的,并且磁性线宽显著增加。的扩大不同的三个网站,不同于预期的Abrikosov涡晶格,并建议在涡核中的静态自旋力矩的存在。在低温和高场相的广泛的NMR lineshapes建议有序的本地时刻,而不是一个长波长准粒子自旋密度调制预期的FFLO阶段。
2006-12-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle entropy in the high-field superconducting phase of CeCoIn$_5$
重费米子超导体CeCoIn $_5$在其超导(SC)状态内显示出额外的转变,其性质的特征在于对熵的等温场依赖性的高精度研究,该研究来自于在温度$T\geq 100$ mK和场$H\leq 12$ T平行、垂直和$18^\circ$偏离四方[100]方向的组合比热和磁热效应测量。对于这些条件中的任何一个,我们没有观察到额外的熵贡献调谐时,在恒定温度下由磁场从均匀SC到假定的富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫(FFLO)SC状态。相反,对于$H\parallel [100]$的负的等温熵贡献,兼容的自旋密度波(SDW)ordering,被发现。我们的数据排除了形成的FFLO状态的CeCoIn $_5$的面外场方向,其中没有SDW秩序存在。
2013-06-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Challenging Magnetic Field Dependence of the Residual Resistivity of the Heavy-Fermion Metal CeCoIn5
本文对重费米子金属CeCoIn_5在磁场和压力下剩余电阻率ρ_0的反常行为进行了解释。这种现象的根源是单粒子谱的平坦化,它对固体中强关联电子系统的正常态比热、热膨胀系数、磁化率、超导相变点的比热跃变以及其他性质产生了深刻的影响.它示出了一个磁场或压力的应用程序具有一个平带系统导致强烈的抑制rho_0。分析其测得的热力学和运输性能产生直接的证据,在CeCoIn 5的存在下,一个平带。
2012-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Avoided Antiferromagnetic Order and Quantum Critical Point in CeCoIn$_5$
在超导临界场$H_{c2} = 5 T$和9T之间,在[001]方向上,测量了重费米子CeCoIn 5的比热和电阻率,温度低至50mK。在5T下,数据显示非费米液体行为下降到最低温度。在高于8T的磁场下,数据表现出从费米液体到非费米液体的交叉行为。我们分析了比热的标度性质,并将电阻率和比热与自旋涨落理论的预测进行了比较。我们的分析使我们认为,NFL行为是由于初始的反铁磁性(AF)在CeCoIn 5,与量子临界点附近的$H_{c2}$。在$H_{c2}$以下,与顺磁基态竞争的AF相被超导转变取代。
2003-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Specific heat at the transition in a superconductor with fluctuating magnetic moments
在重费米子材料CeCoIn $_5$和UBe $_{13}$中,超导序参量与局域$f$矩未补偿部分的涨落磁化耦合。我们发现这种耦合降低了超导转变温度,增加了比热系数的跳跃,这表明在转变温度下从磁性到超导自由度的熵转移。在过渡区之下,我们发现磁涨落被抑制了。我们讨论了我们的结果的关系CeCoIn $_5$在压力下的实验。
2003-02-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous change in the de Haas-van Alphen oscillations of CeCoIn$_5$ at ultra-low temperatures
我们进行了德哈斯-范阿尔芬(dHvA)测量的重费米子超导体CeCoIn $_5$下降到2 mK以上的上临界场。我们发现,dHvA振幅显示出异常的抑制,伴随着dHvA频率的移位,低于转变温度$T_{\rm n}=20$ mK。我们认为,这种变化是由于磁场诱导的反铁磁(AFM)状态下出现的$T_{\rm n}$引起的磁击穿,揭示了CeCoIn $_5$的场诱导量子临界点(QCP)的起源。$T_{\rm n}$的场依赖性被发现是非常弱的7- 10 T,这意味着通过抑制原子力显微镜QCP附近的临界自旋波动的AFM秩序的增强竞争的AFM相位上的场抑制效应。我们认为,场致原子力显微镜相的外观是一个通用的功能,出现在附近的原子力显微镜QCP,包括CeCoIn $_5$,CeRhIn $_5$,和高- $T_{\rm c}$铜酸盐的非常规超导体。
2018-03-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of a new field-induced phase transition and its concomitant quantum critical fluctuations in CeCo(In$_{1-x}$Zn$_x$)$_5$
我们证明了在Zn7%掺杂的重费米子超导体CeCoIn 5中观察到的场致反铁磁(AFM)有序和量子临界涨落(QCF)之间的密切联系。磁化强度、比热和低温电阻率均表明,在磁场B为5-10 T时,出现了新的场致AFM有序,其序参量明显区别于B < 5 T时的低场AFM相和B < 3 T时的超导相. 4f电子比热除以温度C_e/T在B~10 T(= B_0)时呈现-lnT依赖关系,而且当B >= B_0时,C_e/T数据可以用B和T的对数函数ln[(B-B_0)/T^{2.7}]很好地标度。这些功能是非常相似的纯CeCoIn 5中发现的缩放行为,强烈表明,在纯CeCoIn 5中的场致QCF源自隐藏的AFM序参量相当于高场原子力显微镜的顺序在Zn7%掺杂的CeCoIn 5。
2017-06-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Possible Evolution of Antiferromagnetism in Zn-Doped Heavy-Fermion Superconductor CeCoIn5
我们成功地生长了重费米子超导体CeCo(In_(1-x)Zn_x)_5(x ≤ 0.07)的单晶。比热,电阻率,直流磁化强度和交流磁化率的测量表明,超导(SC)转变温度Tc从2.25 K(x=0)降低到1.8 K(x=0.05)通过掺杂Zn到CeCoIn 5。在T_o ~ 2.2K(x=>0.05)以下,出现了一种新的有序相,其特征是有序相的磁化强度和电阻率降低,T_o处的比热增大。这种相变也可以通过在低温磁化强度场变化中在H_o ~ 55 kOe处观察到的肩状异常来识别,这与x=0.05时的超导临界场H_c ~ 2 =49 kOe和x=0.07时的超导临界场H_c ~ 2 = 42 kOe明显不同。我们建议从这些结果,反铁磁(AFM)秩序产生的掺杂Zn,SC和AFM订单之间的相互作用是实现在CeCo(In 1-xZnx)5。
2014-02-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field Dependence of the Ground State in the Exotic Superconductor CeCoIn$_5$: a Nuclear Magnetic Resonance Investigation
我们报告$^{115}$在核磁共振(NMR)测量CeCoIn $_5$在低温($T \approx 70$ mK)作为磁场($H_0$)的函数,从2 T到13.5 T垂直于$\hat c$轴施加。NMR谱线位移表明,在10 T以下,自旋磁化率以$\sqrt{H_0}$的形式增加。我们将这与由于塞曼和多普勒频移准粒子扩展到d波超导体的涡核之外的状态密度的增加相关联。在10 T以上,一个新的超导态稳定下来,可能是Fulde,Ferrell,Larkin和Ovchinnikov(FFLO)预测的调制相位。这个阶段是清楚地确定了一个强大的和线性增加的NMR位移与字段,在一阶跃过渡到正常状态之前。
2008-06-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Investigation of the Field-Tuned Quantum Critical Point in CeCoIn_5
在基于费米子凝聚量子相变的情形下,研究了重费米子金属CeCoIn $_5$在外加磁场$B$作用下的场调谐量子临界点的主要性质和类型.我们分析的行为的有效质量,电阻率,比热,电荷和热输运作为施加磁场的函数$B$,并表明,在朗道费米液体制度这些数量表明,这是缩放的临界行为的有效质量的临界行为。我们发现,在高场非费米液体制度,有效质量表现出非常具体的行为,$M^*\sim T^{-2/3}$,和电阻率表现出$T^{2/3}$依赖。最后,在升高的温度下,它变为$M^*\sim T^{-1/2}$,而电阻率在$T$中变为线性。在零磁场下,有效质量受温度$T$控制,电阻率在$T$中也是线性的。所得结果与最近的实验事实符合得很好。
2004-07-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Element-specific probe of quantum criticality in $\mathrm{CeCoIn_{5}}$
利用X射线吸收光谱(XAS)和X射线磁圆二色性(XMCD)的元素灵敏度,研究了重费米子超导体CeCoIn $_5$的价态和磁序.我们探测的f-电子在Ce和d-电子在Co中的自旋布居作为温度(低至0.1 K)和磁场(高达6 T)的函数。从XAS,我们发现一个显着的贡献Ce $^{4+}$组件在低温和一个明确的温度依赖性低于5 K的Ce价,这表明增强的价波动,附近的量子临界点(QCP)的存在下的指示。我们没有观察到明显的相应变化与磁场。XMCD显示Ce的弱信号,仅在6 T时变得清晰。Ce $^{3+}$的Kramers双重基态的分裂明显小于独立但屏蔽离子的预期,表明强反铁磁对相互作用。CeCoIn $_5$的超导电性的非常规特征在超导转变的极大比热阶跃中是明显的。
2022-08-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous Upper Critical Field in CeCoIn_5/YbCoIn_5 Superlattices with a Rashba-type Heavy Fermion Interface
本文报道了外延超晶格CeCoIn_5(n)/YbCoIn_5(5)中上临界场(H_c2)的一个极不寻常的角变化。对于n=3的超晶格,H_{c2}(θ)作为场角θ的函数平滑地变化。然而,在接近超导转变温度时,H_{c2}(θ)在平行场(θ=0度)附近表现出一个尖点。当n=4和5时,这种尖点行为消失。这种突然的消失表明在n=3超晶格中轨道削弱效应的相对优势,这可能是由于在具有局部反演对称性破缺的系统中泡利效应被抑制。考虑到H_{c2}(θ)的温度依赖性,我们的结果表明,在高磁场下,可能实现一些奇异的超导态,包括螺旋超导态.
2012-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum criticality near the upper critical field of Ce$_2$PdIn$_8$
本文报道了重费米子超导体Ce $_2$ PdIn $_8$在平行和垂直于四重态c轴方向上施加12 T磁场时的低温比热测量结果。与其准二维(2D)相对CeCoIn $_5$相比,该系统显示出几乎各向同性的上临界场。虽然在Ce $_2$ PdIn $_8$中没有FFLO相的迹象,但数据表明接近$H_{c2}\approx 2$ T的模糊弱一级超导转变。正常状态下的电子比热系数表现出热力学发散行为,与CeCoIn $_5$相当,并与自旋密度波型的2D量子临界性一致。
2013-06-22 cond-mat.str-el
Vortex state in d-wave superconductors with strong paramagnetism: transport and specific heat anisotropy
我们分析了轨道和泡利亏损对超导态的综合影响,并将结果应用于重费米子CeCoIn $_5$ .我们发现:b)Maki参数$H_{c2}(T)$的临界值,其确定一级跃迁的开始取决于费米表面形状和带隙的对称性,并且对于CeCoIn $_5$是$α^*\approx 3$; c)相图中低温低场部分的热力学和输运系数的各向异性对塞曼场基本上不敏感,并且可以用于确定保利限制超导体中的节点方向。后一结果证实了$d_{x^2-y^2}$序参量CeCoIn $_5$的发现。
2010-02-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic spin fluctuations in heavy-fermion superconductor CeCoIn5: In-NQR and Co-NMR studies
我们报告的CeCoIn $_5$,经历了一个超导转变的记录高$T_{\rm c}$ = 2.3 K的重费米子超导体中的在NQR和Co-NMR实验。在零磁场下,基于各向异性自旋涨落模型,在反铁磁量子临界点附近,用$1/T_1\propto T\cdotχ_Q(T)^{3/4}$关系解释了$^{115}$ In的核自旋-晶格弛豫速率$1/T_1$与温度的反常关系($T$). $1/T_1\sim T^{1/4}$在$T_{\rm c} < T < 40$ K的宽$T$范围内的新行为出现,因为交错磁化率几乎遵循居里定律$χ_Q(T)\propto 1/(T+θ)$与$θ= 0.6$ K,因此$1/T_1\propto T/(T+0.6)^{3/4}\sim T^{1/4}$对于$θ< T$。我们强调,行为$1/T_1\sim T^{1/4}$是由于接近各向异性的AFM QCP与其分层结构,并没有与各向同性的3D系统的AFM QCP。我们还发现,CeCoIn $_5$中的AFM自旋波动被小磁场抑制,使得$H$ =0时的$θ=0.6$ K增加到$H$ = 1.1 T时的$θ= 2.5$ K,从而加强了CeCoIn $_5$紧密位于QCP处。
2003-08-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-Tuned Quantum Critical Point in CeCoIn$_5$ Near the Superconducting Upper Critical Field
本文系统地研究了CeCoIn_5单晶的高磁场比热和高电阻率。我们观察到一个发散的电子比热,以及在最低温度下的电阻率T^{2}定律的增强的A系数,因为该字段接近超导转变的上临界字段。与沿四极轴(H//c)的场的结果一起,出现的图像是磁场调谐的量子临界点,该临界点存在于超导H_{c2}附近,尽管对于不同的场取向,H_{c2}的变化为2.4倍。这表明超导H_{c2}与量子临界场重合存在潜在的物理原因。此外,我们表明,费米液体基态的恢复与增加磁场是更渐进的,这意味着负责观察到的量子临界现象的波动是更强大的相对于磁场,当磁场施加在平面内。再加上CeCoIn_5中两种场取向的量子临界点和H_{c2}的紧密接近,费米液态恢复的各向异性可能构成识别变得关键的波动性质的重要信息。
2004-09-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticles and quantum phase transition in universal low-temperature properties of heavy-fermion metals
我们证明,CeCoIn 5和其它重费米子金属的低温实验$H-T$相图的主要普适特征可以用朗道准粒子范式很好地解释。我们的理论的主要观点是,上述准粒子形成所谓的费米子凝聚态,通过费米子凝聚量子相变(FCQPT)实现。当重费米子液体进行FCQPT时,量子临界点以上的涨落被强烈抑制,不能破坏准粒子。对CeCoIn 5的理论计算结果与实验数据的比较表明,该物质的电子系统为研究准粒子性质与非费米液体行为之间的关系提供了一个独特的机会。
2006-10-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-induced quantum critical point and nodal superconductivity in the heavy-fermion superconductor Ce2PdIn8
磁性和超导性之间的相互作用一直是非常规超导体的中心问题。虽然动态磁性可能是电子配对的来源,但静态磁性通常被认为与超导性竞争。从这个意义上说,Q相的观察,耦合自旋密度波序和超导性,在重费米子超导体CeCoIn 5是非常令人困惑的。这个Q相是否起源于新颖的Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov态是一个争论的热点。在这里,我们报告的电阻率和热导率的研究新发现的重费米子超导体Ce 2 PdIn 8下降到50 mK。我们发现一个不寻常的场诱导量子临界点在上临界场Hc 2和非常规的节点超导Ce 2 PdIn 8。热导率k(H)/T在Hc 2附近的跳跃表明在低温下存在一级相变。这些结果模拟了CeCoIn 5中Q相的特征,这意味着Ce 2 PdIn 8是另一种有希望研究奇异Q相和FFLO态的化合物。CeCoIn 5和Ce 2 PdIn 8的比较有助于澄清Q相的起源。
2011-05-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure Evolution of the Magnetic Field induced Ferromagnetic Fluctuation through the Pseudo-Metamagnetism of CeRu2Si2
在压力下进行的电阻率测量在顺磁基态的CeRu 2 Si 2的报告。它们表明,通过赝变磁转变的有效质量的相对变化在压力下是不变的。结果进行了比较,由于反铁磁性的Ce0.9La0.1Ru2Si2,这对应于“负”的压力CeRu2Si2的体积膨胀的一级变磁转变。最后,我们描述了CeRu 2Si 2上准粒子的自旋退配对和非常规重费米子超导体CeCoIn 5上库珀对的自旋退配对之间的联系。
2011-03-12 cond-mat.str-el
Non-Fermi liquid behavior with and without quantum criticality in Ce(1-x)Yb(x)CoIn(5)
朗道的费米液体理论-金属的标准理论-面临的最大挑战之一是具有强电子相关性的复杂材料。在这些材料中,非费米液体输运和热力学性质通常由发生在量子临界点(QCP)的连续量子相变的存在来解释。QCP可以通过施加压力、磁场或改变化学成分来显示。在重费米子化合物CeCoIn $_5$中,QCP被认为在定义正常态和超导态的微观结构中起决定性作用。然而,QCP是否必须存在于材料的相图中以诱导非费米液体行为并触发超导性的问题仍然悬而未决。在这里,我们表明,通过掺杂Yb完全抑制CeCoIn $_5$中的场致QCP对非常规超导性和非费米液体行为的影响令人惊讶地小。这意味着非费米液态金属的行为可能是一种新的物质状态,而不是潜在的量子相变的结果。
2012-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Apparent Violation of the Wiedemann-Franz law near a magnetic field tuned metal-antiferromagnetic quantum critical point
本文计算了二维反铁磁自旋涨落非弹性散射的费米液体准粒子在层状金属中的层间电阻和热阻随温度的变化关系。这两种折射率在很宽的温度范围内具有线性温度依赖性。从这个线性- $T$范围外推到零温度,得到的值似乎违反了Wiedemann-Franz定律。然而,低于低温标度,这变得很小,接近临界点,恢复这一法律发生。我们的结果描述了最近的测量CeCoIn $_5$附近的磁场诱导的量子相变。因此,这些实验并不一定意味着非费米液体基态。
2009-01-28 cond-mat.str-el
Impurities near an Antiferromagnetic-Singlet Quantum Critical Point
重费米子系统和其他强关联电子材料通常表现出反铁磁(AF)和单重基态之间的竞争。使用精确的量子蒙特卡罗(QMC)模拟,我们研究了杂质的影响,在附近的AF单重态量子临界点,通过适当定义的杂质的敏感性,$χ_{imp}$。我们的关键发现是一个连接,在一个单一的计算框架内,AF域之间诱导的单重态一侧的过渡,和行为的核磁共振(NMR)弛豫速率$1/T_1$。我们发现,当地的NMR测量提供了一个诊断的QCP的位置同意非常好的AF序参量和大值的$χ_{imp}$的消失。我们将我们的结果与Cd掺杂的CeCoIn $_5$的实验。
2016-07-20 cond-mat.str-el
Disorder in a Quantum Critical Superconductor
在四类材料中,层状铜氧化物、有机物、铁磷族化合物和重费米子化合物,当磁跃迁被调谐到绝对零度,即磁量子临界点(QCP)时,非常规的超导状态出现。在大多数材料中,QCP通过化学取代或施加压力来实现。CeCoIn5是少数几种天生的量子临界超导体材料之一,因此,它提供了探索化学无序后果的机会。CeCoIn5的镉掺杂晶体是一个特别有趣的情况,其中Cd取代诱导长程磁序,如在Zn掺杂的铜氧化物中。施加的压力在全球范围内抑制镉诱导的磁秩序和恢复体超导性。然而,在这里,我们表明,当地的磁相关性,其空间范围随施加的压力而减小,坚持外推QCP。杂质诱导的磁矩的残留液滴阻止了量子临界性的常规特征的再现,但诱导了异质电子态。这些发现表明,自旋液滴可以是一个来源的电子异质性类的强关联电子系统,并强调需要谨慎的解释时,调谐相关系统的化学取代的影响。
2014-06-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermion Condensation Quantum Phase Transition versus Conventional Quantum Phase Transitions
本文讨论了费米子凝聚量子相变(FCQPT)与传统量子相变(CQPT)的主要区别。我们表明,在相反的CQPT,其物理在量子临界区的主要是由热和量子涨落,其特点是没有准粒子,一个费米系统附近的FCQPT或经历FCQPT的物理控制的准粒子系统类似的朗道准粒子。与朗道准粒子相反,这些准粒子的有效质量强烈地依赖于温度、磁场、密度等。这种具有一般性质的准粒子系统决定了费米系统的普遍行为。结果,与当这种行为由CQPT确定时的情况相比,普遍行为持续到相对高的温度。我们分析了最近用于研究重费米子金属CeCoIn $_5$中磁场诱导QCP性质的比热、电荷和热输运的惊人测量结果,并表明所观察到的事实与我们基于FCQPT的方案非常一致,并且似乎排除了与CQPT相关的临界波动。我们的一般考虑表明,FCQPT和FCQPT附近和后面的新准粒子的出现,并类似于朗道准粒子是强相关物质固有的独特特征。
2004-06-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
FFLO Superconductivity near the Antiferromagnetic Quantum Critical Point
在涨落交换(FLEX)近似下,通过对二维哈伯德模型的分析,研究了反铁磁量子临界点(AFQCP)附近的Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)态.与BCS理论中得到的相图对磁场和温度的比较。讨论了准粒子散射、延迟效应、宇称混合和内磁场对反铁磁自旋涨落的影响。结果表明,在AFQCP附近,尽管自旋涨落引起的准粒子散射对FFLO态是破坏性的,但FFLO态仍然是稳定的。得到了大的正斜率dH_{FFLO} /dT和凸曲率(d^{2} H_{FFLO} /dT^{2} > 0),其中H_{FFLO}是从均匀BCS态到FFLO态的二级相变的临界磁场.这些结果与CeCoIn_5的实验结果一致。在FFLO状态的可能的磁性转变进行了检查。
2008-05-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity and non-Fermi-liquid behavior in the heavy-fermion compound CeCo$_{1-x}$Ni$_x$In$_5$
通过比热、磁化强度和电阻率测量研究了面外杂质对层状重费米子化合物CeCo $_{1-x}$ Ni $_x$ In $_5$超导电性和非费米液体(NFL)行为的影响.结果表明,随着x的增加,超导转变温度T $_c$从2.3 K(x=0)单调下降到0.8 K(x=0.20),当x=0.25时,超导有序消失.同时,Ni替代在x=0.25的零场下产生NFL行为,其特征在于比热除以温度C $_p$ /T和磁化率M/B的-ln T发散。磁场中x=0.25的NFL行为与纯CeCoIn $_5$中SC上临界场附近的行为非常相似,表明两种化合物都受相同的反铁磁量子临界性支配。在Ni-,Sn-和Pt-取代的CeCoIn 5之间的SC顺序的掺杂效果的相似性支持的论点,即掺杂的载流子是主要负责的SC顺序的击穿。本文的研究进一步揭示了Ce(Co,Ni)In $_5$与其它合金在超导电性抑制趋势上的定量差异,如T $_c$的降低率,dT $_c$ /dx,T $_c$的比热跃变,d($Δ$ C $_p$ /T $_c$)/dx。我们认为掺杂离子的占据位置在这些差异的起源中起着重要的作用。
2016-07-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi surface reconstruction and multiple quantum phase transitions in the antiferromagnet CeRhIn$_5$
传统的,热驱动的连续相变是由通用的临界行为,是独立的材料的具体微观细节。然而,目前的许多研究集中在材料,表现出量子驱动的连续相变(量子临界点,或QCP)在绝对零度温度。这些QCP的分类以及它们是否表现出普遍行为的问题仍然是悬而未决的问题。在这里,我们报告的热容量和德哈斯-范阿尔芬(dHvA)振荡在低温下通过场致反铁磁QCP(B $_{c0}\simeq$ 50 T)在重费米子金属CeRhIn $_5$。一个尖锐的,磁场诱导的变化费米表面检测到的dHvA效应和霍尔电阻率在B $_0^*\simeq$ 30 T,以及内部的反铁磁相。与能带结构的计算和性质的同构CeCoIn $_5$的比较表明,在B $_0^*$的费米面的变化是与一个本地化的巡回过渡CeRhIn $_5$的Ce-4f电子。与压力数据相结合,我们的研究结果表明,至少有两个不同的类QCP是可观察到的CeRhIn $_5$,一个重要的一步,对推导出一个通用的相图QCP。
2015-01-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effects of Pauli paramagnetism on superconducting vortex phase diagram in strong fields
在弱耦合BCS模型中,假设存在类$d_{x^2-y^2}$配对,详细研究了Pauli顺磁亏损不可忽略的强场中的Ginzburg-Landau(GL)泛函和由此得到的相图.与以前对自旋-单重态配对的相同主题的工作(其中轨道破坏效应没有与顺磁破坏一致地处理)相比,$H_{c2}$处的平均场(MF)转变为不连续转变的温度远高于$H_{c2}(T)$和在类FFLO和普通涡旋固体之间的二级转变曲线$H_{\rm FFLO}(T)$分支的另一温度,并且$H_{\rm FFLO}(T)$在冷却时降低。在此基础上,利用蒙特卡罗模拟研究了$H_{c2}(T)$ -线附近的真实相图,发现在涨落足够弱的系统中,由于涨落的存在,MF的不连续跃迁变为近似不连续的交叉点.这些结果与最近在重费米子超导体CeCoIn $_5$中弱涨落的MF不连续行为和$H_{\rm {FFLO}}(T)$以及在强涨落的有机材料中不存在的观察结果一致。
2003-09-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-induced quantum critical point in the pressure-induced superconductor CeRhIn5
当受到压力时,原型重费米子反铁磁体CeRhIn 5变成超导体,形成以2.35 GPa(=P2)为中心的超导性的宽圆顶,最大Tc为2.3 K。在超导圆顶之上,正常状态显示出奇怪的金属行为,包括比热的发散和亚T线性电阻率。在P < P2的压力范围内,场致磁相与超导性共存的发现被解释为量子相变的证据,这可以解释在正常状态下观察到的非费米液体行为。在这里,我们报告的电阻率测量CeRhIn 5下的磁场在P2,其中的电阻率是次T-线性的温度以上的Tc(或T_FL)和T^2系数A低于T_FL发散作为Hc 2的接近。这些结果与场致量子临界化合物CeCoIn 5类似,并证实了压力诱导超导体CeRhIn 5中存在量子临界点。
2009-10-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing symmetry of heavy fermion superconductivity in the two-dimensional Kondo-Heisenberg lattice model
在远离半满的二维Kondo-Heisenberg晶格模型中,局域反铁磁交换耦合可以通过Kondo屏蔽效应提供准粒子配对机制,导致重费米子超导。我们发现,在正常金属态下,对对称性\textit{strongly}依赖于费米面(FS)结构。当$J_{H}/J_{K}$很小时,FS是围绕布里渊区拐角的小孔状圆,并且s波配对对称性具有较低的基态能量。对于$J_{H}/J_{K}$的中间耦合值,扩展的s波配对对称性给出了有利的基态。然而,当$J_{H}/J_{K}$大于一个临界值时,FS转变为四个穿过磁布里渊区边界的小孔袋,并且d波配对对称性变得更有利。在这种情况下,所产生的超导状态的特征在于节点d波或无节点d波状态,这也取决于传导电子填充因子。在这两种状态之间存在连续的相变。这一结果可能与最近在Yb掺杂的CeCoIn $_{5}$中观察到的节点d波态到完全带隙态的相变有关。
2016-02-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Occurrence of flat bands in strongly correlated Fermi systems and high-$T_c$ superconductivity of electron-doped compounds
我们考虑一类强关联费米系统,表现出相互作用诱导的平坦带钉扎到费米表面,并推广朗道策略,以适应平坦带和应用更全面的理论,电子系统的固体。出现的非费米液体的行为进行了比较与重费米子金属和电子掺杂的高$T_c$化合物的相关实验数据。我们阐明如何重费米子金属具有极低的超导转变温度$T_c$,其最大值达到重费米子金属CeCoIn $_5$不超过2.3 K,并解释了增强的$T_c$观察到的高$T_c$超导体。我们表明,系数$A_1$的$T$ -线性电阻率尺度与$T_c$,在电子掺杂材料中发现的实验行为一致。我们还绘制了铜氧化物超导体$\rm La_{2-x}Ce_xCuO_4$的温度-掺杂相图,并解释了其电阻率的掺杂依赖性。
2015-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong coupling s-wave superconductors in the extreme Pauli limit: I.The breached pair and metastable FFLO phases
本文研究了外加磁场中的吸引哈伯德模型中的s波超导电性,并假设了轨道临界场远大于塞曼临界场的极端泡利极限。我们在大致对应于BCS到BEC交叉窗口中的峰值$T_c$的耦合处工作,并保留关键的幅度和相位波动。在低磁场下,超导体如预期的那样经历到正常态的二级热转变,并且仅在$T_c$附近被弱磁化。在中间领域的热转变仍然是二阶的,但磁化强度显着较大,一个'破坏对'状态的特征。在强场下,热跃迁是一级的,我们的Monte Carlo揭示了亚稳态Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)状态的存在。在更高的磁场下,我们观察到真正的FFLO基态。我们提出了完整的“场-温度”的强耦合问题的相图,揭示了$T_c$规模低于平均场估计的数量级,计算超导和磁序参量,并绘制出直接测量的磁结构因子。我们比较这些趋势的泡利限制重费米子CeCoIn $_5$,和冷原子费米气体在么正性的结果。本文主要讨论均匀超导态,另一个讨论的热效应在FFLO制度。
2015-08-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Energy-scale phenomenology and pairing via resonant spin-charge motion in FeAs, CuO, heavy-fermion and other exotic superconductors
对“1111”和“122”FeAs系统的μ子自旋弛豫($μ$ SR)研究在其母体化合物中检测到具有有序矩的静态磁性。FeAs、CuO、有机BEDT、A $_{3}$ C $_{60}$和重费米子系统的相图表明静态磁性和超导性之间的竞争,与量子相边界处的一级相变有关。在FeAs和CuO体系中,超流密度$n_{s}/m^{*}$在$T \to 0$处与$T_{c}$呈现近似线性的比例关系。类似于超流$^{4}$ He中的旋子最小能量与λ转变温度的标度,还发现铜酸盐(Ba,K)Fe $_{2}$ As $_{2}$,CeCoIn $_{5}$和CeCu $_{2}$ Si $_{2}$中的磁共振模式的能量与$T_{c}$的明显标度。以及角分辨光电子能谱(ARPES)在($π$,0)附近观察到的超导相干峰的能量。超流密度和这些对非破坏软模激发的能量通过凝聚玻色子的相位涨落决定了超导$T_{c}$。结合这些观察和常见的色散关系的自旋和电荷集体激发的铜酸盐,我们提出了一个共振自旋电荷运动/耦合,“交通灯共振”,预期当电荷的能量尺度$ε_{F}$变得可比的自旋波动的能量尺度$\hbarω_{SF}\sim J$,作为导致对形成在这些相关的电子超导体的过程。
2009-03-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Single crystal study of the layered heavy fermion compounds Ce$_2$PdIn$_8$, Ce$_3$PdIn$_{11}$, Ce$_2$PtIn$_8$ and Ce$_3$PtIn$_{11}$
本文报道了Ce $_2$ PdIn $_8$、Ce $_3$ PdIn $_{11}$、Ce $_2$ PtIn $_8$和Ce $_3$ PtIn $_{11}$的单晶生长和晶体学参数的测定结果。首次合成了铂系Ce $_2$ PtIn $_8$和Ce $_3$ PtIn $_{11}$。所有这些化合物都是Ce $_n$ T $_m$ In $_{3n+2m}$(n = 1,2,.; m = 1,2,..和T =过渡金属),广泛研究的重费米子超导体CeCoIn $_5$属于该超导体。用In自熔剂法生长了单晶。差示扫描量热法的研究被用来获得最佳的生长条件。显然,这些材料的最大生长条件不应超过750 $^{\circ}$ C。X射线单晶衍射数据表明,Ce $_2$ TIn $_8$化合物为四元Ho $_2$ CoGa $_8$相(空间群P4/mmm),Pt基化合物的晶格参数为a =4.6898(3)$Å$,c =12.1490(8)$Å$(Pd:a = 4.6881(4)$Å$,c = 12.2031(8)Pd). Ce $_3$ TIn $_{11}$化合物采用Ce $_3$ PdIn $_{11}$结构,对于Pt基化合物,a = 4.6874(4)$Å$,c = 16.8422(12)$Å$(Pd:a = 4.6896 $Å$,c = 16.891 μ m)。Ce $_3$ PtI…
2014-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el