NaFe$_{1-x}$Co$_x$As 中的相分离、竞争与体积分数控制

我们报告了一项详细的核磁共振 (NMR) 研究，通过结合 $^{23}$Na 和 $^{75}$As 测量，在广泛的掺杂范围内绘制了 NaFe$_{1-x}$Co$_x$As 的相图。在欠掺杂区 ($x \le$ 0.017)，我们发现具有稳健反铁磁 (AFM) 有序的磁相（记为 {\it s}-AFM 相）与具有弱且可能由邻近效应诱导的 AFM 有序的相（{\it w}-AFM）共存，后者的体积分数 $V \simeq 8$\% 大致恒定。在近最佳掺杂处 ($x = 0.0175$)，我们观察到与 {\it s}-AFM 相相关的静态反铁磁性与和 {\it w}-AFM 相关的顺磁 (PM) 相之间的相分离。AFM 相的体积分数随冷却而增加，但奈尔温度和体积分数均可通过施加 $c$ 轴磁场系统地抑制。在冷却至 $T_c$ 以下时，超导电性占据 PM 区域，其体积分数以牺牲 AFM 相为代价而增长，证明了基于体积排斥的两种有序类型的相分离。在更高掺杂下，静态反铁磁性甚至临界 AFM 涨落被超导电性完全抑制。因此，我们建立的相图包含两种不同类型的相分离，反映了 AFM 相与超导相在实空间和动量空间中的强烈竞争。我们认为，这种严格的相互排斥以及超导电性对磁性的稳健性都是 NaFeAs 极端二维性的结果。