Cu 和 Ni 杂质掺杂对铁基超导体 Ba0.6K0.4Fe2As2 的影响

已将铜和镍杂质掺杂到铁 pnictide 超导体 Ba0.6K0.4Fe2As2 中。电阻率测量表明，Cu 和 Ni 杂质会抑制超导转变温度 $T_c$，其抑制率分别为 $\Delta T_c/\text{Cu-1\%} = -3.5$ K 和 $\Delta T_c/\text{Ni-1\%} = -2.9$ K。这两系列样品的霍尔系数 $R_H$ 的温度依赖性显示，Cu 掺杂和 Ni 掺杂均可向 Ba0.6K0.4Fe2As2 中引入电子。随着掺杂量的增加，$R_H$ 的符号逐渐由正变负，而 Cu 掺杂样品的变化速率远快于 Ni 掺杂样品。结合先前发表的第一性原理计算结果以及低温区域霍尔系数的非单调演化，我们认为，当向 Ba0.6K0.4Fe2As2 中引入更多 Cu 杂质时，类空穴费米面上的费米谱权重移除远强于类电子费米面，这等效于显著的电子掺杂效应。直流磁化强度和晶格常数分析表明，Cu 掺杂样品中形成了静磁矩和显著的晶格压缩。似乎无论杂质本质上是磁性还是非磁性的，超导性都会被杂质抑制。这为具有符号反转的配对能隙（如 $S^\pm$）提供了有力支持。然而，相对较慢的 $T_c$ 抑制率表明 Ba0.6K0.4Fe2As2 的超导性对杂质具有鲁棒性，暗示系统中可能存在多重配对通道。