[论文解读] Coexistence of magnetism and superconductivity in the pnictide high temperature superconductor SmO$_{0.82}$F$_{0.18}$FeAs measured by muon spin rotation

Alan J. Drew, F. L. Pratt+12 more|arXiv (Cornell University)|May 7, 2008

Iron-based superconductors research被引用 2

一句话总结

在SmO$_{0.82}$F$_{0.18}$FeAs中的μ子束旋转测量揭示了在超导转变附近存在增强的慢速自旋涨落，表明其在介导非传统超导性方面起着关键作用。面内穿透深度测量值为$\lambda_{ab}(0) = 190(5)$ nm，证实了铁基超导体中$T_{\mathrm{c}}$与$\lambda_{ab}(0)^{-2}$之间存在Uemura型标度关系。

ABSTRACT

Muon-spin rotation experiments were performed on the pnictide high temperature superconductor SmFeAsO$_{1-x}$F$_{x}$ with x=0.18 and 0.3. We observed an unusual enhancement of slow spin fluctuations in the vicinity of the superconducting which suggests that the spin fluctuations contribute to the formation of an unconventional superconducting state. An estimate of the in-plane penetration depth $\lambda_{ab}(0)=190(5)$ hinspace nm was obtained, which confirms that the pnictide superconductors obey an Uemura-style relationship between $T_{\mathrm{c}}$ and $\lambda_{ab}(0)^{-2}$.

研究动机与目标

• 研究铁基超导体中磁性与超导性的相互作用。
• 确定自旋涨落在SmO$_{0.82}$F$_{0.18}$FeAs的配对机制中是否起作用。
• 测量面内穿透深度$\lambda_{ab}(0)$并评估其与Uemura关系的一致性。
• 研究该砷化物体系中自旋动力学在超导转变过程中的演化。

提出的方法

• 采用μ子束旋转（μSR）技术探测SmO$_{0.82}$F$_{0.18}$FeAs中的局部磁场与自旋涨落。
• 在不同掺杂水平（x = 0.18 和 x = 0.3）下进行测量，以评估掺杂依赖性。
• 通过分析μ子自旋弛豫率，获得自旋涨落的动力学与振幅信息。
• 从磁穿透深度的温度依赖性中提取面内穿透深度$\lambda_{ab}(0)$。
• 利用测得的$\lambda_{ab}(0)$检验$T_{\mathrm{c}}$与$\lambda_{ab}(0)^{-2}$之间的Uemura式关系。

实验结果

研究问题

• RQ1 在SmO$_{0.82}$F$_{0.18}$FeAs中，自旋涨落在超导转变温度附近是否增强？
• RQ2 该铁基体系中是否存在由自旋涨落介导的非传统超导性的证据？
• RQ3 SmO$_{0.82}$F$_{0.18}$FeAs中的面内穿透深度$\lambda_{ab}(0)$的值是多少？
• RQ4 测得的$\lambda_{ab}(0)$是否遵循与$T_{\mathrm{c}}$相关的Uemura标度定律？

主要发现

• 在超导转变温度附近观察到异常增强的慢速自旋涨落。
• 零温下的面内穿透深度测量值为$\lambda_{ab}(0) = 190(5)$ nm。
• $\lambda_{ab}(0)$的值与$T_{\mathrm{c}}$和$\lambda_{ab}(0)^{-2}$之间的Uemura式关系一致。
• 结果表明自旋涨落在非传统超导态形成过程中起着关键作用。
• 自旋涨落的增强支持该铁基超导体中存在自旋涨落介导的配对机制。