Lattice dynamics of iron chalcogenides – Raman scattering study

Marko Opačić, Nenad Lazarević

Abstract


The discovery of superconductivity in FeSe led to a new subclass of high-temperature superconductors – iron chalcogenides. Materials from this group exhibit variety of specific features, from superconductivity with rela­tively high critical temperatures to low-dimensional magnetic properties. This review presents the most important results regarding the iron chalco­ge­ni­des, with special emphasis on their vibrational properties investigated by means of Raman spectroscopy. Temperature- and/or doping-dependent Raman scatter­ing spectra of iron chalcogenides provide a valuable insight into the complex rela­tionships between the vibrational, electronic and magnetic properties of these materials. The results presented in this review demonstrated that Raman spec­troscopy provides new insights which may significantly improve our understanding of the fundamental properties of iron chalcogenides.


Keywords


superconductors; phonons; energy; linewidth;

Full Text:

PDF (4,463 kB)

References


H. Kamerlingh Onnes, Commun. Phys. Lab. Univ. Leiden 120b (April 1911), reprinted in Proc. K. Ned. Akad. Wet.13 (1911) 1274

A. W. Sleight, J. L. Gillson, P. E. Bierstedt, Solid State Commun. 17 (1975) 27

J. G. Bednorz, K. A. Müller, Z. Angew. Phys., B 64 (1986) 189

C. W. Chu, P. H. Hor, R. L. Meng, L. Gao, Z. J. Huang, Y. Q. Wang, Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 908

C. W. Chu, P. H. Hor, R. L. Meng, L. Gao, Z. J. Huang, Science 235 (1987) 567

M. A. Kastner, R. J. Birgeneau, G. Shirane, Y. Endoh, Rev. Mod. Phys. 70 (1998) 897

P. A. Lee, N. Nagaosa, X.-G. Wen, Rev. Mod. Phys. 78 (2006) 17

E. Dagotto, Rev. Mod. Phys. 66 (1994) 763

P. Monthoux, A. V. Balatsky, D. Pines, Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 3448

D. J. Scalapino, Phys. Rep. 250 (1995) 329

C. C. Tsuei, J. R. Kirtley, C. C. Chi, Lock-See Yu-Jahnes, A. Gupta, T. Shaw, J. Z. Sun, M. B. Ketchen, Phys. Rev. Lett. 73 (1994) 593

Y. Kamihara, H. Hiramatsu, M. Hirano, R. Kawamura, H. Yanagi, T. Kamiya, H. Hosono, J. Am. Chem. Soc. 128 (2006) 10012

Y. Kamihara, T. Watanabe, M. Hirano, H. Hosono, J. Am. Chem. Soc. 130 (2008) 3296

Z.-A. Ren, G.-C. Che, X.-L. Dong, J. Yang, W. Lu, W. Yi, X.-L. Shen, Z.-C. Li, L.-L. Sun, F. Zhou, Europhys. Lett. 83 (2008) 17002

M. Rotter, M. Tegel, D. Johrendt, Phys. Rev. Lett. 101 (2008) 107006

X. C. Wang, Q. Q. Liu, Y. X. Lv, W. B. Gao, L. X. Yang, R. C. Yu, F. Y. Li, C. Q. Jin, Solid State Commun. 148 (2008) 538

M. D. Lumsden, A. D. Christianson, J. Phys.: Condens. Matter 22 (2010) 203203

D. C. Johnston, Adv. Phys. 59 (2010) 803

H. Chen, Y. Ren, Y. Qiu, Wei Bao, R. H. Liu, G. Wu, T. Wu, Y. L. Xie, X. F. Wang, Q. Huang, X. H. Chen, Europhys. Lett. 85 (2009) 17006.

I. I. Mazin, D. J. Singh, M. D. Johannes, M. H. Du, Phys. Rev. Lett. 101 (2008) 057003

A. D. Christianson, E. A. Goremychkin, R. Osborn, S. Rosenkranz, M. D. Lumsden, C. D. Malliakas, I. S. Todorov, H. Claus, D. Y. Chung, M. G. Kanatzidis, R. I. Bewley, T. Guidi, Nature 456 (2008) 930

F.-C. Hsu, J.-Y. Luo, K.-W. Yeh, T.-K. Chen, T.-W. Huang, P.-M. Wu, Y.-C. Lee, Y.-L. Huang, Y.-Y.Chu, D.-C. Yan, M.-K. Wu, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (2008) 14262

M. H. Fang, H. M. Pham, B. Qian, T. J. Liu, E. K. Vehstedt, Y. Liu, L. Spinu, Z. Q. Mao, Phys. Rev., B 78 (2008) 224503

S. Margadonna, Y. Takabayashi, Y. Ohishi, Y. Mizuguchi, Y. Takano, T. Kagayama, T. Nikagawa, M. Takata, K. Prassides, Phys. Rev., B 80 (2009) 064506

J. Guo, S. Jin, G. Wang, S. Wang, K. Zhu, T. Zhou, M. He, X. Chen, Phys. Rev., B 82(2010) 180520

W. Bao, Q. Huang, G. F. Chen, M. A. Green, D. M. Wang, J. B. He, X. Q. Wang, Y. Qiu, Chin. Phys. Lett. 28 (2011) 086104

W. Li, H. Ding, P. Deng, K. Chang, C. Song, K. He, L. Wang, X. Ma, J.-P. Hu, X. Chen, Q.-K. Xue, Nat. Phys. 8 (2012) 126

N. Lazarević, M. Abeykoon, P. W. Stephens, H. Lei, E. S. Bozin, C. Petrovic, Z. V. Popović, Phys. Rev., B 86 (2012) 054503

B. Saparov, S. Calder, B. Sipos, H. Cao, S. Chi, D. J. Singh, A. D. Christianson, M. D. Lumsden, A. S. Sefat, Phys. Rev., B 84 (2011) 180409

H. Takahashi, A. Sugimoto, Y. Nambu, T. Yamauchi, Y. Hirata, T. Kawakami, M. Avdeev, K. Matsubayashi, F. Du, C. Kawashima, H. Soeda, S. Nakano, Y. Uwatoko, Y. Ueda, T. J. Sato, K. Ohgushi, Nat. Mater. 14 (2015) 1008

Z. V. Popović, M. Šćepanović, N. Lazarević, M. M. Radonjić, D. Tanasković, H. Lei, C. Petrovic, Phys. Rev., B 89 (2014) 014301

H. Kabbour, E. Janod, B. Corraze, M. Danot, C. Lee, M. H. Whangbo, L. Cario, J. Am. Chem. Soc. 130 (2008) 8261

H. Lei, H. Ryu, A. I. Frenkel, C. Petrovic, Phys. Rev., B 84 (2011) 214511

N. Lazarević, E. S. Bozin, M. Šćepanović, M. Opačić, H. Lei, C. Petrovic, Z. V. Popović, Phys. Rev., B 89 (2015) 224301

N. Lazarević, Z. V. Popović, R. Hu, C. Petrovic, Phys. Rev., B 83 (2011) 024302

N. Lazarević, Z. V. Popović, R. Hu, C. Petrovic, Phys. Rev., B 81 (2010) 144302

S. Margadonna, Y. Takabayashi, M. T. McDonald, K. Kasperkiewicz, Y. Mizuguchi, Y. Takano, A. N. Fitch, E. Suarde, K. Prassides, Chem. Commun. (2008) 5607

A. Martinelli, A. Palenzona, M. Tropeano, C. Ferdeghini, M. Putti, M. R. Cimberle, T. D. Nguyen, M. Affronte, C. Ritter, Phys. Rev., B 81 (2010) 094115

V. Gnezdilov, Y. G. Pashkevich, P. Lemmens, D. Wulferding, T. Shevtsova, A. Gusev, D. Chareev, A. Vasiliev, Phys. Rev., B 87 (2013) 114305

T. M. McQueen, A. J. Williams, P. W. Stephens, J. Tao, Y. Zhu, V. Ksenofontov, F. Casper, C. Felser, R. J. Cava, Phys. Rev. Lett. 103 (2009) 057002

S.-H. Baek, D.V. Efremov, J. M. Ok, J. S. Kim, Jeroen van den Brink, B. B chner, Phys. Rev., B 93 (2016) 180502(R)

S. Li, C. de la Cruz, Q. Huang, Y. Chen, J. W. Lynn, J. Hu, Y.-L. Huang, F.-C. Hsu,

K.-W. Yeh, M.-K. Wu, P. Dai, Phys. Rev., B 79 (2009) 054503

Y.Mizuguchi, F.Tomioka, S.Tsuda, T.Yamaguchi, and Y.Takano, J. Phys. Soc. Jpn. 78 (2009) 074712

Qisi Wang, Yao Shen, Bingying Pan, Xiaowen Zhang, K. Ikeuchi, K. Iida, A. D. Christianson, H. C. Walker, D. T. Adroja, M. Abdel-Hafiez, Xiaojia Chen, D. A. Chareev, A. N. Vasiliev, Jun Zhao, Nat. Commun. 7 (2016) 12182

S-H. Baek, D. V. Efremov, J. M. Ok, J. S. Kim, Jeroen van den Brink, B. Büchner, Nat. Mater. 14 (2015) 210

M. D. Watson, T. K. Kim, A. A. Haghighirad, N. R. Davies, A. McCollam, A. Naray-anan, S. F. Blake, Y. L. Chen, S. Ghannadzadeh, A. J. Schofield, M. Hoesch, C. Mein¬gast, T. Wolf, A. I. Coldea, Phys. Rev., B 91 (2015) 155106

W. Bao, Y. Qiu, Q. Huang, M. A. Green, P. Zajdel, M. R. Fitzsimmons, M. Zhernenkov, S. Chang, M. H. Fang, B. Qian, E. K. Vehstedt, J. Yang, H. M. Pham, L. Spinu, Z. Q. Mao, Phys. Rev. Lett. 102 (2009) 247001

V. Gnezdilov, Y. Pashkevich, P. Lemmens, A. Gusev, K. Lamonova, T. Shevtsova, I. Vitebskiy, O. Afanasiev, S. Gnatchenko, V. Tsurkan, J. Deisenhofer, A. Loidl, Phys. Rev., B 83 (2011) 245127

T.-L. Xia, D. Hou, S. C. Zhao, A. M. Zhang, G. F. Chen, J. L. Luo, N. L. Wang, J. H. Wei, Z.-Y. Lu, Q. M. Zhang, Phys. Rev., B 79 (2009) 140510

Y. J. Um, A. Subedi, P. Toulemonde, A. Y. Ganin, L. Boeri, M. Rahlenbeck, Y. Liu, C. T. Lin, S. J. E. Carlsson, A. Sulpice, M. J. Rosseinsky, B. Keimer, M. Le Tacon, Phys. Rev., B 85(2012) 064519

K. Okazaki, S. Sugai, S. Niitaka, H. Takagi, Phys. Rev., B 83 (2011) 035103

Z. V. Popović, N. Lazarević, S. Bogdanović, M. M. Radonjić, D. Tanasković, Rongwei Hu, Hechang Lei, C. Petrovic, Solid State Commun. 193 (2014) 51

P. Massat, D. Farina, I. Paul, S. Karlsson, P. Strobel, P. Toulemonde, M.-A. Measson, M. Cazayous, A. Sacuto, S. Kasahara, T. Shibauchi, Y. Matsuda, Y. Gallais, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 113 (2016) 9177

Yuwen Hu, Xiao Ren, Rui Zhang, Huiqian Luo, Shigeru Kasahara, Tatsuya Watashige, Takasada Shibauchi, Pengcheng Dai, Yan Zhang, Yuji Matsuda, Yuan Li, Phys. Rev., B 93 (2016) 060504(R)

P. Zavalij, W. Bao, X. F. Wang, J. J. Ying, X. H. Chen, D. M. Wang, J. B. He, X. Q. Wang, G. F. Chen, P.-Y. Hsieh, Q. Huang, M. A. Green, Phys. Rev., B 83 (2011) 132509

Z. Wang, Y. J. Song, X. L. Shi, Z. W. Wang, Z. Chen, H. F. Tian, G. F. Chen, J. G. Guo, H. X. Yang, J. Q. Li, Phys. Rev., B 83 (2011) 140505(R)

F. Ye, S. Chi, W. Bao, X. F. Wang, J. J. Ying, X. H. Chen, H. D. Wang, C. H. Dong, M. H. Fang, Phys. Rev. Lett. 107 (2011) 137003

F. Chen, M. Xu, Q. Q. Ge, Y. Zhang, Z. R. Ye, L. X. Yang, Juan Jiang, B. P. Xie, R. C. Che, M. Zhang, A. F. Wang, X. H. Chen, D. W. Shen, J. P. Hu, D. L. Feng, Phys. Rev. X 1 (2011) 021020

Hyejin Ryu, Milinda Abeykoon, Kefeng Wang, Hechang Lei, N. Lazarević, J. B. Warren, E. S. Bozin, Z. V. Popović, C. Petrovic, Phys. Rev., B 91 (2015) 184503

Hyejin Ryu, Kefeng Wang, M. Opačić, N. Lazarević, J. B. Warren, Z. V. Popović, C. Petrovic, Phys. Rev., B 92 (2015) 174522

M. Opačić, N. Lazarević, M. Šćepanović, H. Ryu, H. Lei, C. Petrovic, Z. V. Popović, J. Phys.: Cond. Matter 27 (2015) 485701

W. Bao, G. N. Li, Q. Huang, G. F. Chen, J. B. He, M. A. Green, Y. Qiu, D. M. Wang, J. L. Luo, M. M. Wu, Chin. Phys. Lett. 30 (2013) 027402

G. Huan, M. Greenblatt, J. Less-Common Met. 156 (1989) 247

M. Opačić, N. Lazarević, M. M. Radonjić, M. Šćepanović, H. Ryu, A. Wang, D. Tanasković, C. Petrovic, Z. V. Popović, J. Phys.: Cond. Matter 28 (2016) 485401

J. R. Neilson, A. Llobet, A. V. Stier, L. Wu, J. Wen, J. Tao, Y. Zhu, Z. B. Tesanovic, N. P. Armitage, T. M. McQueen, Phys. Rev., B 86 (2012) 054512

H. Lei, M. Abeykoon, K. Wang, E. S. Bozin, H. Ryu, D. Graf, J. B. Warren, C. Petrovic, J. Phys.: Cond. Matter 26 (2014) 015701

N. Lazarević, M. Radonjić, M. Šćepanović, H. Lei, D. Tanasković, C. Petrovic, Z. V. Popović, Phys. Rev., B 87 (2013) 144305

H. Lei, M. Abeykoon, E. S. Bozin, K. Wang, J. B. Warren, C. Petrovic, Phys. Rev. Lett. 107 (2011) 137002

H. Lei, M. Abeykoon, E. S. Bozin, C. Petrovic, Phys. Rev., B 83 (2011) 180503(R)

X. Ding, D. Fang, Z. Wang, H. Yang, J. Liu, Q. Deng, G. Ma, C. Meng, Y. Hu, H.-H. Wen, Nat. Commun. 4 (2013) 1897

S.-M. Huang, C.-Y. Mou, T.-K. Lee, Phys. Rev., B 88 (2013) 174510

D. Tan, C. Zhang, C. Xi, L. Ling, L. Zhang, W. Ton, Y. Yu, G. Feng, H. Yu, L. Pi, Z. Yang, S. Tan, Y. Zhang, Phys. Rev., B 84 (2011) 014502

J. Yang, B. Chen, H. Wang, Q. Mao, M. Imai, K. Yoshimura, M. Fang, Phys. Rev., B 88 (2013) 064406

A. M. Zhang, K. Liu, J. H. Xiao, J. B. He, D. M. Wang, G. F. Chen, B. Normand, Q. M. Zhang, Phys. Rev., B 85 (2012) 024518

A. M. Zhang, K. Liu, J. B. He, D. M. Wang, G. F. Chen, B. Normand, Q. M. Zhang, Phys. Rev., B 86 (2012) 134502

A. Ignatov, A. Kumar, P. Lubik, R. H. Yuan, W. T. Guo, N. L. Wang, K. Rabe, G. Blumberg, Phys. Rev., B 86 (2012) 134107

M. Cardona, NATO ASI Ser., B 372 (2002) 257.

N. Lazarević, H. Lei, C. Petrovic, Z. V. Popović, Phys. Rev., B 84 (2011) 214305

H. Hong, H. Steinfink, J. Solid State Chem. 5 (1972) 93

H. Lei, H. Ryu, V. Ivanovski, J. B. Warren, A. I. Frenkel, B. Cekic, W.-G. Yin, C. Petrovic, Phys. Rev., B 86 (2012) 195133

Z. V. Popović, M. Šćepanović, N. Lazarević, M. Opačić, M. M. Radonjić, D. Tanasković, H. Lei, C. Petrovic, Phys. Rev., B 91 (2015) 064303

W. Reiff, I. Grey, A. Fan, Z. Eliezer, H. Steinfink, J. Solid State Chem. 13 (1975) 32

Z. S. Gönen, P. Fournier, V. Smolyaninova, R. Greene, F. M. Araujo-Moreira, B. Eichhorn, Chem. Mater. 12 (2000) 3331

J. B. He, D. M. Wang, H. L. Shi, H. X. Yang, J. Q. Li, G. F. Chen, Phys. Rev., B 84 (2011) 205212.




DOI: http://dx.doi.org/10.2298/JSC170321077O

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2017 J. Serb. Chem. Soc.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

IMPACT FACTOR 0.822 (131 of 166 journals)
5 Year Impact Factor 1.015 (118 of 166 journals)