$Ca_{1-x}Na_xFe_2As_2$中自旋密度波与 20 K 超导性的不同电阻率响应

我们报道了高质量单晶$CaFe_2As_2$的本征输运和磁性质及其各向异性。电阻率各向异性 ($\rho_c/\rho_{ab}$) 约为 50，小于$BaFe_2As_2$的 150，这是由于沿 c 轴的强耦合所致，与$BaFe_2As_2$相比其晶格明显收缩了约 0.13 nm。与温度无关的各向异性表明 ab 平面内和沿 c 轴方向的输运具有相同的散射机制。与母体化合物$ROFeAs$ (R=稀土) 和$MFe_2As_2$ (M=Ba 和 Sr) 的情况形成鲜明对比的是，自旋密度波 (SDW) 有序（或结构相变）导致$CaFe_2As_2$中的电阻率急剧增加。这种对 SDW 有序的不同电阻率响应有助于理解 SDW 有序在铁基高$T_c$超导体中所起的作用。磁化率行为与在单晶$BaFe_2As_2$中观察到的非常相似。在约 165 K 的 SDW 转变温度以上出现线性温度依赖的磁化率。用 Na 部分取代 Ca 抑制了 SDW 有序（电阻率异常），并诱导了在$\sim 20$ K 出现的超导性。