电子掺杂对欠掺杂 BaFe$_{1.96}$Ni$_{0.04}$As$_{2}$ 自旋激发的影响

我们利用中子散射研究了 BaFe$_{1.96}$Ni$_{0.04}$As$_{2}$ 中的磁有序和自旋激发。在冷却过程中，系统首先在约 97 K 附近将晶格对称性从四方相转变为正交相，然后在 $T_N=91$ K 处发生反铁磁有序，之后在约 15 K 以下发展出弱超导电性。尽管输运和中子衍射测量表明超导电性与静态反铁磁有序共存，但非弹性中子散射实验揭示磁激发对超导电性没有响应。相反，电子掺杂的作用是降低 BaFe$_2$As$_2$ 中的 c 轴交换耦合，并诱导出准二维的自旋激发。这些结果表明，通过电子掺杂实现从三维自旋波到二维自旋激发的转变，对于铁砷化物中分离的结构/磁相变和高温超导电性至关重要。