Intrinsic translational symmetry-breaking charge stripes in underdoped iron pnictides
Tsinghua University（清华大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
Despite being well established in cuprates, an intrinsic translational symmetry-breaking charge order has not been clearly identified in iron-based superconductors. Using spectroscopic-imaging scanning tunneling microscopy on epitaxial Ca(Fe1-xCox)2As2 (x = 0 ~ 0.055) thin films, we observe smectic, near-commensurate charge-stripe order in the underdoped regime that intervenes between the nematic parent phase and optimally doped superconductivity. Distinct from the bidirectional checkerboard-like order in cuprates, these charge stripes are unidirectional along the antiferromagnetic Fe-Fe bond direction and are accompanied by a van Hove singularity near the Fermi level, inherited from the Fermi surface reconstruction driven by intertwined antiferromagnetic and nematic correlations. Both local and global suppression of the charge-stripe instability enhance superconductivity, tunable via epitaxial strain and Co doping. These results establish charge-stripe order as an intermediate electronic phase in iron pnictides and reveal a coherent pathway from nematicity to superconductivity. Our findings highlight charge ordering as a unifying element across different families of high-temperature superconductors.
Resistivity scaling in 1111 iron-pnictide superconductors
我们表明，零场正常态电阻率高于Tc的各种水平的电子掺杂-无论是LaO 1-xFxFeAs（La-1111）和SmO 1-xFxFeAs（Sm-1111）成员的1111-铁磷属元素化物超导体家庭-可以缩放在一个广泛的温度范围从20至300 K到单一的曲线欠掺杂La-1111（x=0.05-0.075），对于最佳和过掺杂的La-1111（x=0.1-0.2）和欠掺杂的Sm-1111（x=0.06-0.1）化合物。采用能量标度Δ、电阻率ρ_Δ和剩余电阻率ρ_0作为标度参数，并应用最近提出的模型无关标度方法（H. G. Luo，Y. H. Su和T. Xiang，Phys.Rev.B77，014529（2008））。计算了标度参数，确定了Δ的组成变化。观测到的ρ（T）的标度行为被解释为一种共同机制的指示，该机制主导了欠掺杂La-1111、最佳和过掺杂La-1111以及欠掺杂Sm-1111化合物中载流子的散射。
Effects of proton irradiation on flux-pinning properties of underdoped Ba(Fe$_{0.96}$Co$_{0.04}$)$_2$As$_2$ pnictide superconductor
本文用磁化强度和磁电阻率的联合测量方法研究了质子辐照对Ba（Fe $_{0.96}$ Co $_{0.04}$）$_2$ As $_2$超导单晶的影响。该研究允许提取的样品的表观钉扎能$U_0$的值之前和之后的照射，以及比较的值$U_0$从磁通流可逆区域与那些从磁通蠕变不可逆区域。照射适度地减少$T_c$，但在两个制度中显著地减少$U_0$：临界电流密度$J_c$被修改，最引人注目的是照射后第二磁化峰的消失。分析的钉扎力的函数形式和温度依赖性的$J_c$为零场，表明质子照射在这种情况下没有改变钉扎制度，但引入了高密度的浅点状缺陷。通过考虑一个模型，考虑到不可逆线上的障碍的影响，数据表明，照射产生了相当大的减少，在平均有效的障碍整体，与观察到的变化一致，在$U_0$和$J_c$。
Local measurement of the superfluid density in the pnictide superconductor Ba(Fe$_{1-x}$Co$_{x}$)$_2$As$_2$ across the superconducting dome
我们使用局部技术测量Ba（Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$）$_2$ As $_2$中的渗透深度$λ_{ab}(T)$，该技术不对样品求平均值。超流密度$ρ_s(T)\equiv1/λ_{ab}(T)^2$具有三个主要特征。首先，$ρ_s(T=0)$在圆顶的欠掺杂侧急剧下降。第二，$λ_{ab}(T)$在最佳掺杂下在低$T$下是平坦的，表明完全带隙的超导性，但在欠掺杂和过掺杂样品中变化更强烈，与幂律或小的第二间隙一致。第三，$ρ_s(T)$在$T_c$附近急剧变化以获得最佳掺杂和欠掺杂。这些观察结果与磁相和超导相之间的相互作用是一致的。
Doping - dependent superconducting gap anisotropy in the two-dimensional 10-3-8 pnictide Ca$_{10}$(Pt$_3$As$_8$)[(Fe$_{1-x}$Pt$_{x}$)$_2$As$_2$]$_5$
Ca $_{10}$（Pt $_3$ As $_8$）[（Fe $_{1-x}$ Pt $_x$）$_2$ As $_2$ ] $_5$（“10-3-8”）超导体的特征是相对高的各向异性和超导性与结构/磁性转变的清晰分离，这使得研究超导能隙而不需要由于共存的序参数而引起的复杂化。在10-3-8（$x =$ 0.028、0.041、0.042和0.097）的欠掺杂单晶中测量的伦敦穿透深度显示出与其他铁基超导体非常相似的行为，表现出稳健的幂律，$Δλ(T) = A T^n$。指数$n$从2.36（$x =$ 0.097，接近最佳掺杂）下降到1.7（$x =$ 0.028，重度欠掺杂组合物），表明超导能隙在圆顶边缘变得更加各向异性。在基于BaFe $_2$ As $_2$（“122”）的低各向异性超导体中发现了类似的趋势，这意味着它是铁磷属元素化物中超导性的内在性质，与磁有序和超导性的共存或正常态的各向异性无关。总的来说，这种掺杂依赖性与$s_{\pm}$配对与带内排斥竞争一致。
Intrinsic pinning on structural domains in underdoped single crystals of Ba(Fe$_{1-x}$Co$_x$)$_2$As$_2$
研究了Ba（Fe $_{1-x}$ Co $_x$）$_2$ As $_2$单晶中横跨整个掺杂相图的$x$值的临界电流密度。对于在$x = 0.058$处具有峰值的轻微欠掺杂晶体，发现了显著的增强。使用偏振光成像，X射线衍射和磁性测量的组合，我们将这种行为与正交相结构域上的固有钉扎。畴壁在整个样品厚度上沿涡旋方向延伸，并充当延伸的钉扎中心。随着$x$的增加，由于正交畸变的减少，域结构变得更加缠结和精细。这导致能量景观具有有利于钉扎的迷宫般的空间调制。这一发现表明，铁基磷属元素化物超导体，其特征在于高值的转变温度，高的上临界场，和低的各向异性可能固有地具有相对高的临界电流密度。
Doping Dependence of the Second Magnetization Peak, Critical Current Density and Pinning Mechanism in BaFe$_{2-x}$Ni$_x$As$_2$ Pnictide Superconductors
用磁弛豫和等温磁测量方法研究了一系列高质量BaFe $_{2-x}$ Ni $_x$ As $_2$磷属元素化物超导体，研究了Ni掺杂122族超导体的第二磁化峰（SMP）和临界电流行为。磁弛豫速率的温度依赖性表明了钉扎交叉，而它的磁场依赖性暗示了涡旋晶格结构相变。利用Maley方法和集体蠕变理论，对轻微欠掺杂、轻微过掺杂和过掺杂样品的磁弛豫数据估算的激活能（$U$）进行了详细分析。我们的研究结果证实，SMP在这些样品中是由于集体（弹性）塑性蠕变交叉已观察到的其他成员的122家庭。此外，我们还研究了掺杂对临界电流密度（$J_c$）的依赖性和这些化合物的涡旋钉扎行为。观察到的$J_c$高于考虑技术潜力的阈值限值（10 $^5$ A/cm $^2$），对于略微欠掺杂的Ni含量样品，甚至大于1 MA/cm $^2$，x = 0.092。的钉扎特性进行了分析，由Dew-Hughes和Griessen $et$ $al$，这表明$δl$型钉扎的主导作用的模型。
Impact of Uniaxial Pressure on Structural and Magnetic Phase Transitions in Electron-Doped Iron Pnictides
利用中子共振自旋回波和拉莫尔衍射研究了单轴压力对铁磷属元素化物BaFe $_{2-x}$ Ni $_{x}$ As $_{2}$（$x=0,0.03,0.12$）、SrFe $_{1.97}$ Ni $_{0.03}$ As $_2$和BaFe $_2$（As $_{0.7}$ P $_{0.3}$）$_2$的四方-正交结构（$T_s$）和反铁磁（AF）相变的影响.在反铁磁有序的BaFe $_{2-x}$ Ni $_{x}$ As $_{2}$和SrFe $_{1.97}$ Ni $_{0.03}$ As $_2$ with $T_N$和$T_s$（$T_N\leq T_s$）中，样品去孪晶所需的单轴压力也会增加$T_N$，消除结构转变，并在所有温度下引起正交晶格畸变。通过比较压力引起的晶格参数变化的温度和掺杂依赖性与从输运和超声测量获得的弹性电阻和极化率，我们的结论是，在电子欠掺杂铁磷属元素化物的顺磁状态中发现的平面电阻率各向异性敏感地取决于磁相变的性质以及单轴压力引起的晶格畸变和电子抗氧化敏感性
75As NMR study of single crystals of the heavily overdoped pnictide superconductors Ba{1-x}KxFe2As2 (x = 0.7 and 1)
我们对两种高质量的过掺杂Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_2$ As $_2$（x=0.7和1.0）单晶进行了$^{75}$ As NMR研究。在正常状态下，我们发现自旋晶格弛豫（$1/^{75}T_1$）从x=0.7到x=1.0的样品急剧增加。在KFe $_2$ As $_2$中，$1/^{75}T_1TK_n^2$的比率（其中$^{75}K_n$是奈特位移）随着温度降低而增加。这些结果表明，通常被当作简单费米液体的KFe $_2$ As $_2$中存在一种新的自旋涨落.在超导状态下，我们观察到一个阶梯状的功能在x=0.7样品的自旋晶格弛豫的温度依赖性，这支持一个两个间隙的超导低掺杂材料。然而，$1/^{75}T_1$在过掺杂样品中低于Tc的温度标度与在欠掺杂或最佳掺杂的样品中的温度标度显著不同。观察到了幂律标度行为$1/^{75}T_1T\sim T^{0.5}$，这表明在过掺杂空穴型超导体中普遍存在较强的低能激发。
Coincident onset of charge density wave order at a quantum critical point in underdoped YBCO
最近展示的X射线散射的方法，使用自由电子激光器与高场脉冲磁铁开辟了新的机会，探讨电荷密度波（CDW）秩序在铜氧化物高温超导体。使用这种方法，我们大大降低了超导性与磁场高达33 T的调查CDW秩序在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_x$在低温附近的一个假定的量子临界点（QCP）在$p_1\sim $ 0.08孔每铜。我们发现在掺杂浓度小于$p_1$的样品中没有检测到CDW。我们的结果表明，CDW基态的起始点位于零场超导圆顶内，并且在$p_1$处的QCP与平移对称性破缺有关
Short-range cluster spin glass near optimal superconductivity in BaFe$_{2-x}$Ni$_{x}$As$_{2}$
当电子被掺杂到铁的反铁磁（AF）母体化合物中时，铁的磷属元素化物会出现高温超导性。除了诱导超导电性，电子掺杂也改变了静态公度AF秩序在未掺杂的母体化合物到短程非公度AF秩序附近的最佳超导电性。本文用中子散射证明BaFe $_{2-x}$ Ni $_{x}$ As $_{2}$中的无公度AF序不是由嵌套费米面中的巡游电子引起的自旋密度波，而是与超导相基质中的团簇自旋玻璃相一致.因此，最佳的超导电性铁pnictides共存，并与介观分离的簇自旋玻璃相竞争，非常不同的均匀共存的AF和超导相在欠掺杂制度。
Competition between superconductivity and magnetic/nematic order as a source of anisotropic superconducting gap in underdoped Ba$_{1-x}$K$_{x}$Fe$_{2}$As$_{2}$
使用隧道二极管谐振器技术在Ba $_{1-x}$ K $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$的单晶中测量了面内伦敦穿透深度$Δλ(T)$，掺杂水平$x$的范围从严重欠掺杂$x$ =0.16（$T_{c}$ =7~K）到接近最佳掺杂$x$ = 0.34（$T_{c}=$ 39 K）。指数饱和的$Δλ(T)$中的$T\to0$极限被发现在最佳掺杂的样品中，与超流密度$ρ_{s}(T)\equiv(λ(0)/λ(T))^{2}$定量描述的自洽的$γ$ -模型与两个无节点的各向同性的超导间隙。随着掺杂水平在$x$ =0.16处朝向超导圆顶的极端降低，$Δλ(T)$的低温行为变得非指数并且最好由幂律$Δλ(T)\propto T^{2}$描述，这是强各向异性间隙的特征。这两个制度之间的变化发生在共存的磁/磁有序和超导性，$x<0.25$的范围内，并伴随着一个快速上升的绝对值$Δλ(T)$与欠掺杂。这种效应是超导性和其他有序态之间竞争的特征，与电子掺杂的Ba（Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$）$_{2}$ As $_{2}$化合物中观察到的效应非常相似，但幅度明显较小。我们的研究表明，空穴掺杂的化合物中的超导性和磁/磁有序之间的竞争比电子掺杂的化合物中的弱，并且欠掺杂的铁磷属元素化物中的超导态的各向异性是由磁和磁长程有序促进的配对相互作用和能隙函数的各向异性变化的结果。
Magnetic order in the pseudogap phase of high-$T_C$ superconductors
高$T_C$超导体的主要问题之一是欠掺杂铜氧化物中赝能隙相的起源。利用极化弹性中子衍射，我们在$_2$ $_3$ O $_{6+x}$系统中发现了一种新的磁序.所观察到的磁秩序保持平移对称性提出的赝隙态的循环电流理论中的轨道时刻。到目前为止，这是第一个直接的证据，隐藏的序参量表征的赝隙相高$T_C$铜酸盐。
Effects of electron irradiation on resistivity and London penetration depth of Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$ ($x \leq$ 0.34) iron - pnictide superconductor
用2.5 MeV电子以高达5.2 $\times$ 10 $^{19}$电子/cm $^2$的剂量辐照，在Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$单晶中引入点状缺陷。（$T_c=$ 14 K），$x=$ 0.26（$T_c=$ 32 K）和0.34（$T_c=$ 39 K）通过探测非磁散射对电阻率$ρ(T)$和伦敦穿透深度$ λ(T)$的影响来研究超导间隙结构。对于所有的组合物，照射抑制超导转变温度，$T_c$和增加的电阻率。$λ(T)$的低温行为最好用幂律函数$Δλ(T) = A(T/T_c)^n$来描述.虽然$T_c$的实质性抑制支持$s_{\pm}$配对机制，但在接近最佳掺杂的样品中，$x=$ 0.26和0.34，指数$n$保持高（$n \geq 3$），表明稳健的全超导带隙。对于表现出超导性和长程磁性共存的$x=$ 0.19组合物，$T_c$的抑制快得多，并且指数$n$朝向$n$ = 2的脏极限降低。在该样品中，照射还抑制了结构/磁性转变的温度，$T_{sm}$，从103 K到98 K，与磁序的巡回性质一致。我们的研究结果表明，欠掺杂的组合物，特别是在共存制度是最容易受到非磁散射，并意味着在多频带Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$作为$_2$超导体，带间带内配对强度的比率，以及相关的间隙各向异性，增加后，从最佳掺杂的偏离。
