铁基超导体中的轨道占据与电荷掺杂
超导电性
2014-10-07 v1
摘要
铁基超导体（FBS）包含多个具有相同超导原子构建单元但物理性质存在巨大差异的化合物族。该领域的一个长期目标是破译控制临界温度（TC）和各种掺杂机制的关键潜在因素。在 FBS 材料中，不同家族表现出的不同晶体结构和磁结构使这一问题变得极其复杂。本文利用像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）结合电子能量损失谱（EELS），观察到不同家族中空穴浓度和磁矩的普遍行为。所有母体材料在 Fe 3d 能带中具有相同的电子总数；然而，由于轨道占据不同，局部 Fe 磁矩有所变化。尽管普遍观点认为长程和局部磁矩均随掺杂而减小，但我们发现，在超导 onset 附近，局部磁矩反而增加，并在最佳掺杂附近呈现圆顶状最大值，此时不存在有序磁矩。此外，我们解决了关于 Co 取代如何在 122 砷化物家族中诱导超导性的长期争论，表明 3d 能带填充随掺杂增加。这些对 FBS 性质的新微观见解证明了自旋涨落对超导态的重要性，揭示了不同 FBS 家族间轨道占据的变化，并确认电荷掺杂是 122 砷化物中超导性的机制之一。
引用
@article{arxiv.1410.0971,
title = {Orbital occupancy and charge doping in iron-based superconductors},
author = {Claudia Cantoni and Jonathan E. Mitchell and Andrew F. May and Michael A. McGuire and Juan-Carlos Idrobo and Tom Berlijn and Elbio Dagotto and Matthew F. Chisholm and Wu Zhou and Stephen J. Pennycook and Athena S. Sefat and Brian C. Sales},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.0971},
year = {2014}
}