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アンダードープBa_${1-x}$K_${x}$Fe_${2}$As_${2}$ (x = 0.25)の非弾性中性子散乱

Two distinct resonance-like excitations in underdoped Ba_${1-x}$K_${x}$Fe_${2}$As_${2}$ (x = 0.25) as seen via inelastic neutron scattering

村井 直樹; 梶本 亮一 ; 池内 和彦*; 田中 清尚*; 中島 正道*; 出田 真一郎*; 鈴木 雄大*

Murai, Naoki; Kajimoto, Ryoichi; Ikeuchi, Kazuhiko*; Tanaka, Kiyohisa*; Nakajima, Masamichi*; Ideta, Shinichiro*; Suzuki, Katsuhiro*

超伝導と反強磁性との共存相に位置するホールドープ型122系K-Ba122(x=0.25)のスピン・レゾナンスの測定をJ-PARCチョッパー分光器「四季」にて行った。ホール面・電子面のネスティングに対応する波数に磁気シグナルが観測され、超伝導転移に伴い、強度の増大としてレゾナンスが出現する。過去に報告された最適ドープ付近の結果と大きく異なる特徴として、4meVと8meV付近に2本のレゾナンスピークが形成される事を明らかにした。このように複雑なダブルピーク構造を理解するには、対応する電子構造・超伝導ギャップとの直接比較が不可欠である。共通の試料に対して行われた角度分解光電子分光測定の結果との定量比較を行い、観測された2種類のスピン・レゾナンスの起源について議論する。

We report an inelastic neutron scattering (INS) study of underdoped Ba_${1-x}$K_${x}$Fe_${2}$As_${2}$ that shows the presence of double-resonance at the same commensurate wave vector in the superconducting (SC) state. By comparing our INS data with the SC gap structure of the same crystal, as measured by angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES), we show that the observed double-resonance feature originates neither from SC gap anisotropy nor from multiple SC gaps on different Fermi-surface sheets. This suggests that the double-resonance feature in iron-pnictides cannot be interpreted within a spin-exciton scenario.

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