Druckabhängige Untersuchung eisenbasierter Supraleiter mittels Kernspinresonanz

• Antragsteller: Dr. Adam P. Dioguardi
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418764509

Der beste Weg, für das Verhalten eines Festkörpers eine mikroskopische Theorie zu entwickeln, ist oftmals, die Antwort des Systems auf einen experimentell genau kontrollierbaren Parameter (wie Temperatur, Magnetfeldstärke oder äußerer Druck) zu beobachten. Vor kurzem wurde von unseren Mitarbeitern ein Weg gefunden über piezoelektrische Aktuatoren uniaxialen Druck auf einen Einkristall so auszuüben, dass an demselben gleichzeitig Kernspinresonanzmessungen durchgeführt werden können. Unser Ziel ist es, diese Kombination aus experimentellen Methoden zum Untersuchen von eisenbasierten Supraleitern (FeSL) unter innerer mechanischer Spannung zu verwenden. Die FeSL sind Systeme mit stark korrelierten Elektronen und weisen neben unkonventioneller Supraleitung auch magnetische und orbitale Ordnung, sowie eine elektronische nematische Phase auf. Die Fülle an Grundzuständen ist der Grund für das gesteigerte Interesse an diesen Materialien in der Grundlagenforschung, doch die komplexen Wechselwirkungen, die die Physik der Materialien bestimmen, wurden immer noch nicht geklärt. Unsere bisherigen Messungen an BaFe2As2 zeigen, dass unser Experiment realisierbar ist und wichtige Einblicke in die Natur dieses Materials liefern wird: die Quadrupolaufspaltung der 75As-Spektren spiegelt die elektronische nematische Suszeptibilität wieder, die Spin-Gitter-Relaxationsrate ist stark an die Spannnungsabhängigkeit der Spinfluktuationen in diesem Systems gekoppelt. Im magnetisch geordneten Zustand ist die Kernspinresonanz empfindlich gegenüber dem Hyperfeinfeld des streifenartigen Antiferromagnetismus, welcher besonders an der Übergangstemperatur kritisch auf innere Spannungen reagiert.Mit Hilfe der DFG wollen wir die aktuellen druckabhängigen NMR-Messungen am BaFe2As2 vervollständigen und um Messungen am ähnlichen System CaFe2As2 erweitern. Durch den Vergleich beider Systeme sollen neue Erkenntnisse über die mikroskopischen Wechselwirkungen in solchen Verbindungen gewonnen werden. Über Ca122 ist bisher bekannt, dass es schon bei zehnfach kleineren Drücken als Ba122 Supraleitung aufweist. Schließlich wollen wir noch weitere Systeme, die empfindlich auf uniaxialen Druck reagieren, untersuchen. Dazu gehören LiFeAs, NaFeAs, CsFe2As2, RbFe2As2 und dotiertes LaOFeAs. Wie auch Ba122 besitzen die 111-Familie und Cs122 eine gebrochene tetragonale Symmetrie oberhalb eines strukturellen/nematischen Überganges, was darauf hinweist, dass auch sie auf Druck reagieren werden. Frühere Messungen an den sich sehr ähnlichen Cs122 und Rb122 weisen außerdem auf einen quantenkritischen Punkt hin, der durch Druckausübung erreichbar sein könnte. Zusätzlich haben wir vor kurzem La1111-Einkristalle von unseren Mitarbeitern erhalten, deren Größe druckabhängige Messungen ermöglicht. Der vorgeschlagene Vergleich der druckabhängigen Phasendiagramme wird zum Verständnis der FeSL einen großen Beitrag leisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen