钛基氧氮族化物超导体的母体化合物BaTi2As2O的电子结构

最近,人们在Ba1xNaxTi2Sb2O (0.0x0.33)中发现了超导性质,这是一种有着反CuO2型结构的Ti2O面,Sb原子分布于Ti2O正方形上下的钛基氧氮族化物。从结构上看,这样的晶格是CuO2FeAs型晶格的奇妙结合;因此,这种材料可能属于新一类基于钛的非常规超导体。BaTi2As2O有着与BaTi2Sb2O超导体相同的结构。它可以被看作是钛基超导体的一个母体材料。它在200K发生一种密度波转变,这和铁基高温超导体相似。一些伴随有序态失稳的性质,比如自旋涨落,经常在非常规超导中扮演重要的角色。因此,研究母体化合物的电子结构和揭示其密度波转变的性质是相当关键的。
我们利用角分辨光电子能谱(ARPES)和第一性原理计算研究了BaTi2As2O的电子结构。实验得到的电子结构呈现多带性质和三维特征,这和理论计算得到的结果一致【图1(a)-(b)】。我们观测到了异常的温度依赖谱重转移和严重展宽的线形,表明谱函数的非相干特性。在密度波转变发生的200K附近,能隙在“费米补丁”处部分打开【图 1(c)-(d)】。这些发现意味着BaTi2As2O是一种在强关联域中的电荷密度波材料。本工作已被PRB接收。
光电子能谱数据在广岛同步辐射中心(HiSOR)的BL1BL9光束线,斯坦福同步辐射光源(SSRL)5-4光束线,和复旦大学采集。本工作部分受到国家自然科学基金和科技部973计划的支持。

BTAO Figure for web