$Ba(Fe_{1-x}Co_{x})_{2}As_{2}$ 超导体中能隙结构与自旋涨落配对的掺杂演化

研究了 $Ba(Fe_{1-x}Co_{x})_{2}As_{2}$ 族中超导态结构和自旋涨落配对机制的掺杂依赖关系。对实验数据的类 BCS 分析表明，在远离反铁磁(AFM)转变的过掺杂区，电子与空穴能隙之间的自旋涨落相互作用较弱，且 $Ba(Fe_{1-x}Co_{x})_{2}As_{2}$ 以三个本质不同的能隙为特征。在三能隙态中，各向异性(无节点)电子能隙 $\Delta_e (x, \phi)$ 的取值介于主导的内层空穴能隙 $\Delta_{2h}(x)$ 与外层空穴能隙 $\Delta_{1h}(x)$ 之间。接近 AFM 转变时，电子能隙 $\Delta_e (x, \phi)$ 急剧增大，并在量级上更接近主导的内层空穴能隙 $\Delta_{2h}(x)$。具有相近电子与内层空穴能隙 $\Delta_{2h}(x) \approx \Delta_e (x, \phi)$ 的同一双能隙态也保留在反铁磁与超导共存相中。电子能隙 $\Delta_e (x, \phi)$ 的掺杂依赖关系与 AFM 转变区中自旋涨落相互作用的强掺杂依赖有关。与电子能隙 $\Delta_e (x, \phi)$ 相反，空穴能隙 $\Delta_{1,2h}(x)$ 和临界温度 $T_{c}(x)$ 在 AFM 转变前后的掺杂依赖关系，均与态密度 $\gamma_{nh}(x)$ 的变化以及空穴带中的带内电子-声子相互作用有关。在整个 Co 浓度范围内，空穴带中的非声子自旋涨落相互作用相比于带内电子-声子相互作用较小，且在 $Ba(Fe_{1-x}Co_{x})_{2}As_{2}$ 族中不占主导。