Anomalous chemical pressure evolution in ThFePnN (Pn for pnictogens)

超导电性 反铁磁性 电阻率和电导率 兴奋剂 凝聚态物理 相图 材料科学 磁化率 晶体结构 化学 结晶学 相(物质) 物理 量子力学 有机化学
作者
Qingchen Duan,Shaohua Liu,Baizhuo Li,Jiaojiao Meng,Wuzhang Yang,Yuping Sun,Shenggui Fu,Qiang Jing,Shugang Tan,Dan Yu,Yu-Xue Mei,Zhi Ren,Cao Wang,Guang‐Han Cao
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:960: 170590-170590
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2023.170590
摘要

The layered compound ThFeAsN is the only member in the 1111-type iron-arsenides which exhibits superconductivity without chemical substitution or physical pressure. The unique properties of ThFeAsN were attributed to built-in chemical pressure. In this paper, we investigate the effects of iso-valent substitution of P/Sb for As in ThFePnN systems to modulate the chemical pressure. The physical properties are characterized by measuring magnetic susceptibility, electric resistivity, and specific heat. Our findings indicate that in the P-doped ThFeAs1−xPxN system, superconductivity disappears at x = 0.3, and we did not observe a second superconducting dome in the phase diagram. Instead, a possible low-temperature magnetic/charge ordering state emerges around the end member ThFePN. In the case of the Sb-doped ThFeAs1−ySbyN samples, superconductivity is gradually suppressed at y = 0.25, and the expected long-range antiferromagnetic transition does not occur thereafter. Thus, the physical properties of ThFePnN samples significantly differ from those of LaFePnO, regardless of P or Sb doping. Structural analysis reveals that the key parameters, such as the height of the pnictogens and the two-fold Fe-Pn-Fe bond angle, vary non-monotonically with doping. The inconsistency between ThFePnN and LaFePnO is discussed based on the crystal structure evolution.
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