Nodal superconductivity coexists with low-moment static magnetism in single-crystalline tetragonal FeS: A muon spin relaxation and rotation study
Nodal superconductivity coexists with low-moment static magnetism in single-crystalline tetragonal FeS: A muon spin relaxation and rotation study
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单晶四方 FeS 中节点超导与低矩静磁共存：μ子自旋弛豫和旋转研究
DOI：
10.1103/physrevb.97.174524
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发表时间：
2018-01
影响因子：
3.7
通讯作者：
Shu L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tan C.;Ying T. P.;Ding Z. F.;Zhang J.;MacLaughlin D. E.;Bernal O. O.;Ho P. C.;Huang K.;Watanabe I.;Li S. Y.;Shu L.
我们报告了对水热生长的四方超导体~FeS单晶的μ子自旋弛豫和旋转（$\mu$SR）测量，这有助于澄清该化合物有争议的磁态和超导带隙对称性。 $\mu$SR 时间光谱在零场 (ZF) 和高达 20 mT 的应用场中从 280~K 降至 0.025~K。在ZF中，观察到初始不对称性（信号幅度）的损失和去极化率~$\Lambda_\mathrm{ZF}$低于10~K的增加表明静磁性的开始，它与低于$T_c$的超导性共存。横向场$\mu$SR产生μ子去极化率$\sigma_\mathrm{sc} \propto \lambda_{ab}^{-2}$，清楚地显示出低温下的线性依赖性，与节点超导性一致。 $s{+}d$ 波模型最适合观测到的温度和场依赖性。不同场的归一化超流体密度与归一化温度的关系收敛到同一条曲线上，表明超导间隙结构与场无关。 $T=0$面内穿透深度$\lambda_{ab}$(0) = 198(3) nm。
We report muon spin relaxation and rotation ($\mu$SR) measurements on hydrothermally-grown single crystals of the tetragonal superconductor~FeS, which help to clarify the controversial magnetic state and superconducting gap symmetry of this compound. $\mu$SR time spectra were obtained from 280~K down to 0.025~K in zero field (ZF) and applied fields up to 20 mT. In ZF the observed loss of initial asymmetry (signal amplitude) and increase of depolarization rate~$\Lambda_\mathrm{ZF}$ below 10~K indicate the onset of static magnetism, which coexists with superconductivity below $T_c$. Transverse-field $\mu$SR yields a muon depolarization rate $\sigma_\mathrm{sc} \propto \lambda_{ab}^{-2}$ that clearly shows a linear dependence at low temperature, consistent with nodal superconductivity. The $s{+}d$-wave model gives the best fit to the observed temperature and field dependencies. The normalized superfluid densities versus normalized temperature for different fields collapse onto the same curve, indicating the superconducting gap structure is independent of field. The $T=0$ in-plane penetration depth $\lambda_{ab}$(0) = 198(3) nm.
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