单晶 SrCo2As2 的晶体学、电子、热学与磁学性质
摘要
在四方晶系 SrCo2As2 单晶中，非弹性中子散射测量表明，在温度 T = 5 K 时存在强烈的条纹型反铁磁 (AFM) 关联 [W. Jayasekara 等人，arXiv:1306.5174]，这与高温超导母体化合物同构的 AFe2As2 (A = Ca, Sr, Ba) 中的情况相同。这一惊人发现表明 SrCo2As2 也可能成为高温超导的良好母体化合物。本文报道了 SrCo2As2 晶体的结构与热膨胀、电阻率 rho、角分辨光电子能谱 (ARPES)、热容 Cp、磁化率 chi、75As 核磁共振 (NMR) 及中子衍射测量结果，并结合 LDA 能带结构计算进一步揭示了该迷人材料的特性。c 轴热膨胀系数 alpha_c 在 7 至 300 K 范围内为负值，而 alpha_a 在此温度范围内为正值。rho(T) 显示金属特性。ARPES 测量与能带理论证实了其金属特性，并额外显示出费米能级 E_F 附近存在平带。能带计算表明，由平 d_{x^2 - y^2} 带引起的态密度 D(E_F) 中出现极尖锐的峰。将电子比热的索末菲系数与 chi(T = 0) 进行比较，表明存在强铁磁 itinerant 自旋关联，基于 Stoner 判据预测 SrCo2As2 应为 itinerant 铁磁体，这与磁化数据相矛盾。chi(T) 确实具有较大的量级，但在 115 K 处表现出宽极大值，暗示存在动态短程 AFM 自旋关联，这与中子散射数据一致。测量结果显示在 1.3 至 300 K 之间没有任何类型的相变证据，我们提出金属性 SrCo2As2 具有无能隙量子自旋液体基态。
引用
@article{arxiv.1306.5222,
title = {Crystallographic, Electronic, Thermal and Magnetic Properties of Single-Crystal SrCo2As2},
author = {Abhishek Pandey and D. G. Quirinale and W. Jayasekara and A. Sapkota and M. G. Kim and R. S. Dhaka and Y. Lee and T. W. Heitmann and P. W. Stephens and V. Ogloblichev and A. Kreyssig and R. J. McQueeney and A. I. Goldman and Adam Kaminski and B. N. Harmon and Y. Furukawa and D. C. Johnston},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.5222},
year = {2013}
}
备注
24 pages, 18 figures, 4 tables, 97 references; v2: updated Ref. 23 and corrected several typos; v3: minor revisions, published version. This is a companion paper to arXiv:1306.5174