Neutron scattering studies of spin dynamics in iron-based high-temperature superconductors

铁基高温超导体自旋动力学的中子散射研究

基本信息

  • 批准号:
    1700081
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 54.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-15 至 2021-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Non-Technical Abstract:The objective of this research is to explore and understand the microscopic origins of various phases in iron-based superconductors, specifically the iron arsenide superconductors BaFe2-xNixAs2, (B,K)Fe2A2, and BaFe2As2-xPx, using neutron scattering as a primary tool. The research has two components: initial materials characterization and neutron scattering. For synthesis, a comprehensive materials laboratory was established and single crystals of the proposed materials can be grown at Rice. The initial characterization of these single crystals is performed using facilities at Rice. Neutron scattering, the core part of this research program, is used to study the spin dynamical properties of these materials. In particular, the effect of uniaxial pressure on their structural, magnetic, and spin dynamical properties are studied. Uniaxial pressure can also detwin the sample and allow twin-free states of these materials to be explored. Technical Abstract:This NSF project addresses the fundamental physical processes that give rise to novel collective phenomena such as high-transition temperature superconductivity. The materials known to exhibit these collective phenomena are the strongly correlated electron materials. The understanding of these phenomena not only enhances our knowledge of basic science, but also give us the ability to design materials with novel and predictable properties. Specifically, the experimental research includes neutron scattering experiments aimed at the fundamental understanding of the spin excitations in a family of iron-based high-transition-temperature superconductors. The objective of the research is to explore and understand the microscopic origins of various phases of iron-based superconductors using neutron as a probe. Neutron scattering experiments are performed mostly at the high-flux isotope reactor (HFIR) and Spallation Neutron Source (SNS) at the Oak Ridge National Laboratory. However, the project also utilizes other world-class facilities in the U.S. and Europe when similar capabilities are unavailable at HFIR and SNS. The impact of this research includes the training of the next generation of neutron scatters and elucidating the nature of the exotic properties of the correlated electron materials.
非技术摘要:这项研究的目的是探索和理解铁基超导体中各个阶段的显微镜起源,特别是铁砷氧化铁超导体BAFE2-XNIXAS2,(B,K)Fe2A2和BAFE2AS2-AS2-AS2-XPX,使用中子散射,使用中子作为主要工具。该研究有两个组成部分:初始材料表征和中子散射。为了合成,建立了全面的材料实验室,并且可以在大米上生长拟议材料的单晶。 这些单晶体的初始表征是使用大米处的设施进行的。中子散射是该研究计划的核心部分,用于研究这些材料的自旋动力学特性。特别是,研究了单轴压力对其结构,磁性和自旋动力学特性的影响。单轴压力也可以替代样品,并允许探索这些材料的双重状态。技术摘要:该NSF项目解决了引起新型集体现象(例如高转移温度超导性)的基本物理过程。这些集体现象已知的材料是密切相关的电子材料。对这些现象的理解不仅增强了我们对基础科学的了解,而且还使我们能够使用新颖和可预测的特性设计材料。具体而言,实验研究包括旨在对基于铁的高过渡 - 温度超导体的基本理解的中子散射实验。该研究的目的是使用中子作为探针探索和理解铁基超导体的各个阶段的微观起源。中子散射实验主要是在橡树岭国家实验室的高速通量同位素反应器(HFIR)和散布中子源(SNS)上进行的。但是,当HFIR和SNS无法使用类似功能时,该项目还利用了美国和欧洲的其他世界一流设施。这项研究的影响包括训练下一代中子散射,并阐明相关电子材料的外来特性的性质。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Spin Waves in Detwinned BaFe2As2
解孪生 BaFe2As2 中的自旋波
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.121.067002
  • 发表时间:
    2018-08-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Lu, Xingye;Scherer, Daniel D.;Dai, Pengcheng
  • 通讯作者:
    Dai, Pengcheng
Coexistence of Ferromagnetic and Stripe Antiferromagnetic Spin Fluctuations in SrCo2As2
SrCo2As2 中铁磁和条状反铁磁自旋涨落的共存
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.122.117204
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Li Yu;Yin Zhiping;Liu Zhonghao;Wang Weiyi;Xu Zhuang;Song Yu;Tian Long;Huang Yaobo;Shen Dawei;Abernathy D. L.;Niedziela J. L.;Ewings R. A.;Perring T. G.;Pajerowski Daniel M.;Matsuda Masaaki;Bourges Philippe;Mechthild Enderle;Su Yixi;Dai Pengcheng
  • 通讯作者:
    Dai Pengcheng
Topological Spin Excitations in Honeycomb Ferromagnet CrI3
  • DOI:
    10.1103/physrevx.8.041028
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Lebing Chen;Jae-Ho Chung;B. Gao;Tong Chen;M. Stone;A. Kolesnikov;Qingzhen Huang;P. Dai
  • 通讯作者:
    Lebing Chen;Jae-Ho Chung;B. Gao;Tong Chen;M. Stone;A. Kolesnikov;Qingzhen Huang;P. Dai
Weaker nematic phase connected to the first order antiferromagnetic phase transition in SrFe2As2 compared to BaFe2As2
  • DOI:
    10.1103/physrevb.99.134519
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    David W. Tam;Weiyi Wang;Li Zhang;Yu Song;Rui Zhang;S. Carr;H. Walker;T. Perring;D. Adroja-D.-Ad
  • 通讯作者:
    David W. Tam;Weiyi Wang;Li Zhang;Yu Song;Rui Zhang;S. Carr;H. Walker;T. Perring;D. Adroja-D.-Ad
Direct observation of spin excitation anisotropy in the paramagnetic orthorhombic state of BaFe2−xNixAs2
  • DOI:
    10.1103/physrevb.97.060507
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Haoran Man;Rui Zhang;J. T. Park;Xingye Lu;J. Kulda;A. Ivanov;P. Dai
  • 通讯作者:
    Haoran Man;Rui Zhang;J. T. Park;Xingye Lu;J. Kulda;A. Ivanov;P. Dai
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    Pengcheng Dai;Chunhong Li;D. L. Abernathy;Yu Song;Scott V. Carr;Xingye Lu;Shiliang Li;Zahra Yamani;Jiangping Hu
  • 通讯作者:
    Jiangping Hu
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  • DOI:
    10.1108/cpe-08-2018-0003
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Guo Lu;Pengcheng Dai;Xia Zhang
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    T. Osada and E. Ohmichi
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Shuo Zhang;Pengcheng Dai;Haijun Liu;Liting Yan;Hexue Song;D;an Liu;Xuebo Zhao
  • 通讯作者:
    Xuebo Zhao
中性子・放射光X線全散乱測定による結晶性酸化物の欠陥分布シミュレーション
使用中子和同步加速器辐射 X 射线全散射测量模拟晶体氧化物的缺陷分布
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Pengcheng Dai;Yanming Xue;Xuebin Wang;Qunhong Weng;Chao Zhang;Xiangfen Jiang;Daiming Tang;Xi Wang;Naoyuki Kawamoto;Yusuke Ide;Masanori Mitome;Dmitri Golberg;Yoshio Bando;北村 尚斗,井手本 康
  • 通讯作者:
    北村 尚斗,井手本 康

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    2016
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    $ 54.16万
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知道了