Itinerant spin dynamics in iron-based superconductors and cerium-based heavy-fermion antiferromagnets [article]

Gerd Friemel, Universität Stuttgart, Universität Stuttgart
2014
Im Rahmen dieser Dissertation wurden der Magnetismus und die Spindynamik der Alkali-Eisenselenide (FeSe122) A(x)Fe(2-y)Se(2) (A = K, Rb, Cs) und der antiferromagnetische Schwerfermionenverbindung CeB6, welche zwei unterschiedliche korrelierte metallische Elektronensysteme darstellen, mittels inelastischer Neutronenstreuung untersucht. Beide Systeme zeigen unterhalb ihrer jeweiligen Übergangstemperatur intensive Anregungen im Spinfluktuationsspektrum, welche von den itineranten Quasiteilchen
more » ... n Quasiteilchen abgeleitet werden können. Jedoch ist die Schlussfolgerungen jeweils unterschiedlich. Die A(x)Fe(2-y)Se(2) Supraleiter (SL), welche ein einheitliches Tc von 32 K zeigen, bilden eine qualitativ neuartige Familie von Supraleitern. Sie besitzen eine deutlich verschiedene Fermifläche verglichen mit den strukturell verwandten Eisenarsenid-Supraleitern XFe(2)As(2) (X=Ca, Sr, Ba). Die Lochbänder bei q=0 fehlen und es liegen nur große Elektronenbänder bei X(½ 0) vor, so dass die Nesting Eigenschaft entlang Q=(½ 0), welche den Magnetismus und die möglicherweise Cooper-paarenden Spinfluktuationen erzeugt, hier nicht gegeben ist. Jedoch wurden Spinfluktuationen bei einem inkommensurablen Wellenvektor nahe Q_sf = (½ ¼) theoretische vorhergesagt, der sich von dem Quasinestingvektor der nahezu quadratischen Kontur der elektronischen Fermifläche ableiten lässt. Zwei Proben, Rb(0,8)Fe(1,6)Se(2) und K(0,77)Fe(1,85)Se(2), wurden präpariert und beide zeigen ein messbares anisotropisches magnetisches Signal bei Q_sf im Normalzustand. Weiterhin erscheint mit dem Übergang in die supraleitende Phase eine starke Anregung bei E = 14 meV, die als Resonanzmode bezeichnet wird. Jene wird als Spin-1 Exziton diskutiert, welche unterhalb der SL Ladungslücke liegt. Weiterhin impliziert dessen Existenz einen unkonventionellen Ordnungsparameter, welcher das Vorzeichen zwischen den Elektronenbändern wechselt. Die Struktur ist zweidimensional im reziproken Raum und die Position Q_sf ist unabhängig von der genauen Stöchiometrie. Dieses Ergebnis unterstützt die Auf [...]
doi:10.18419/opus-6853 fatcat:q2nhs2eji5cjxdl4fqztrwgyja