钴掺杂诱导铁基氧砷化物中的超导电性

化学掺杂最近已成为诱导超导电性的重要策略，尤其在复杂化合物中。典型的例子包括 Ba 掺杂 La$_2$CuO$_4$（第一个高温超导体）、K 掺杂 BaBiO$_3$、K 掺杂 C$_{60}$ 和 Na$_{x}$CoO$_{2}\cdot y$H$_{2}$O。最新的例子是 F 掺杂 LaFeAsO，它引领了一类新的高温超导体。值得注意的是，上述所有掺杂剂均为非磁性的，因为磁性原子通常会破坏超导库珀对。此外，掺杂位点位于（超）导结构单元（层或骨架）之外。在此，我们报道了通过将磁性元素钴掺杂到 LaFe$_{1-x}$Co$_{x}$AsO 的（超）导活性 Fe$_2$As$_2$ 层中实现了超导电性。在令人惊讶的低 Co 掺杂水平 $x$=0.025 下，母体化合物中的反铁磁自旋密度波转变被完全抑制，并出现了 $T_c\sim$ 10 K 的超导电性。随着 Co 含量的增加，$T_c$ 在 $x\sim$ 0.075 处达到 13 K 的最大值，随后在 $x$=0.15 时降至 2 K 以下。这一结果表明，之前的铜氧化物超导体与当前的铁基砷化物超导体之间存在本质差异。