Understanding the magnetoresistance (MR) of a magnetic material forms the basis for uncovering the orbital mechanisms and charge-spin interactions in the system. Although the parent state of iron-based high-temperature superconductors, including $BaFe_2As_2$, exhibits unusual electron transport properties resulting from spin and charge correlations, there is still valuable insight to be gained by understanding the in-plane MR effect due to twin domains in the orthorhombic antiferromagnetic (AF) ordered state. Here, we study the in-plane magnetoresistance anisotropy in detwinned $BaFe_2As_2$ and compare the results to the non-magnetic Ni-doped sample. We find that in the antiferromagnetically ordered state, $BaFe_2As_2$ exhibits anisotropic MR that becomes large at low temperatures and high fields. Both transverse and longitudinal MRs are highly anisotropic and dependent on the field and current orientations. These results cannot be fully explained by calculations considering only the anisotropic Fermi surface. Instead, the spin orientation of the ordered moment also affects the MR effect, suggesting the presence of a large charge-spin interaction in $BaFe_2As_2$ that is not present in the Ni-doped material.
Complete Fermi surface in BaFe$_2$As$_2$ observed via Shubnikov-de Haas oscillation measurements on detwinned single crystals
结果表明,BaFe $_2$ As $_2$反铁磁相的费米面(FS)由一个空穴和两个电子袋组成,它们都是三维的封闭的,与角分辨光电子能谱所观察到的FS形成鲜明对比.载波补偿和索末菲系数的考虑排除了未观察到的FS口袋的存在。一个标准的能带结构计算合理占所观察到的FS,尽管高估了有序矩。质量增强,即有效质量与能带质量之比,为2- 3。
Anisotropic magnetic excitations of a frustrated bilinear-biquadratic spin model -- Implications for spin waves of detwinned iron pnictides
阐明自旋激发的性质对于理解铁磷属元素化物的超导电性机制具有重要意义。受最近BaFe $_{2}$ As $_{2}$非弹性中子散射测量的启发,我们研究了具有波矢$(π,0)$的反铁磁相$S=1$阻挫双线性-双二次海森堡模型的自旋动力学.在$SU(3)$表示中使用味波理论以动力学方式处理双二次相互作用。除了磁振子(偶极)激发,双二次相互作用在高能量下产生四极激发。我们发现,四极波显着影响,在能量依赖的方式,自旋激发谱之间的各向异性沿$(π,0)$和$(0,π)$方向在波矢空间。我们的理论结果捕捉到了反孪晶BaFe $_2$ As $_2$的自旋动力学的基本行为。更一般地说,我们的研究结果强调了电子相关效应的铁pnictides的微观物理的重要性。
Anisotropy in the Magnetoresistance Scaling of BaFe$_2$(As$_{1-x}$P$_{x}$)$_2$
奇异金属是许多高温超导体的母态,它的理论总是涉及自旋和电荷自由度的相关性的重要作用。在电荷传输扇区中,这种状态最显著的特征是电阻随温度线性变化,但这种现象并不能明确指出一种机制,因为温度是影响动量弛豫的每一种可能机制的标量。在以前的工作中,我们确定了一个不寻常的磁场和温度之间的标度关系的非常规超导体BaFe $_2$(As $_{1-x}$ P $_{x}$)$_2$的面内电阻率,提供了一个机会,使用矢量性质的磁场,以获得额外的线索,负责在奇怪的金属状态散射的机制。在这里,我们扩展这项工作,调查其他组件的电导率张量下不同方向的磁场。我们发现,标度现象只涉及面外分量的磁场和,引人注目的是,独立的方向施加的电流。这表明,奇怪的磁输运的起源是在磁场的自旋和电荷的自由度的相关行为的作用,而不是在单个准粒子的简单的回旋运动。
In-plane anisotropy of electrical resistivity in the strain-detwinned SrFe2As2
本征的,在平面内的电阻率的各向异性进行了研究的SrFe $_2$作为$_2$的机械解孪单晶的温度以上和以下的耦合结构/磁性转变,$T_{\textrm{TO}}$。电阻率对于沿正交$a_o$方向(反铁磁交替磁矩的方向)的电流流动较小,并且对于沿$b_o$方向(铁磁链的方向)的传输较大,这类似于CaFe $_2$ As $_2$和BaFe $_2$ As $_2$化合物。高能X射线衍射结果证实了SrFe $_2$ As $_2$的一级结构转变,其转变温度和性质不受中等应变的影响。对于小的应变水平,这是刚刚足以detwin的样品,我们发现一个可以忽略不计的影响电阻率以上$T_{\textrm{TO}}$。随着应变的增加,电阻率各向异性开始发展到高于$T_{\textrm{TO}}$,清楚地表明各向异性与对应变的强烈响应的关系。我们的研究表明,电子向列性不能观察到的FeAs基化合物中的结构转变是强烈的一级。
Longitudinal magnetoresistance in Co-doped BaFe2As2 and LiFeAs single crystals: Interplay between spin fluctuations and charge transport in iron-pnictides
Impact of the first order antiferromagnetic phase transition on the paramagnetic spin excitations and nematic phase of SrFe$_2$As$_2$
理解铁磷属元素化物超导体中电子相变的性质对于阐明其对高温超导性的影响是重要的。在这里,我们使用传输和非弹性中子散射研究自旋激发和平面电阻率各向异性在单轴压力退孪晶BaFe $_2$ As $_2$和SrFe $_2$ As $_2$,铁磷属元素化物超导体的母体化合物。BaFe $_2$ As $_2$在低于$T_s > T_N\approx 138$ K时表现出弱的一级四方到正交结构和反铁磁(AF)相变,而SrFe $_2$ As $_2$在低于$T_s= T_N\approx 210$ K时具有强耦合的一级结构和AF相变。我们发现,直接签名的SrFe $_2$作为$_2$相比,BaFe $_2$作为$_2$的情况下,持续到较低的温度以上的相变。我们的研究结果支持的结论是,在SrFe $_2$ As $_2$的磁转变的强烈的一阶性质削弱了系统中的磁相变和电阻率各向异性。