Orientador: Eduardo Granado Monteiro da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-01T17:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kaneko_UlissesFerreira_D.pdf: 51229533 bytes, checksum: 3d39a6722771458fa1812d75c31661b4 (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: Nesta tese, empregamos espectroscopia Raman para realizar um estudo detalhado dos fônons e das respostas eletrônicas em monocristais de LaFeAsO. Nós observamos as simetrias e frequências dos fônons nas fases tetragonal e ortorrômbica e também a dependência com a temperatura de um pico quase-elástico (do inglês: QEP) na simetria B1g com intensidade máxima em torno da transição magnética TN . A área e a altura do QEP B1g foram atribuídas às flutuações nemáticas de spin, enquanto que a largura do QEP B1g foi relacionada com taxa de relaxação dessas flutuações. Através da análise da largura do QEP B1g propomos que a transição estrutural esté relacionada a um congelamento gradual das flutuaçõees nemáticas de spin, o que deve ser um fenômeno geral presente nos demais supercondutores à base de Fe. Esse estudo foi complementado por medidas de espectroscopia Raman em BaFe2As2 e de difração de raios-X com luz síncrotron em LaFeAsO, BaFe2As2 e SrFe2As2 dopado com Co. Paralelamente, nós estudamos as estruturas cristalinas e magnéticas em compostos da série Ba1?xLaxTi1/2Mn1/2O3 através da técnica de difração de nêutrons / Abstract: In this thesis, we employed Raman spectroscopy to perform a detailed study of the phonons and electronic responses in single crystals of the LaFeAsO. We observed the symmetries and frequencies of the phonons in the tetragonal and orthorhombic phases and also the temperature dependence of the quasi-elastic peak (QEP) in the B 1g symmetry with maximum intensity around the magnetic transition T N . The B 1g QEP area and height were ascribed to spin nematic fluctuations, while the B 1g QEP width was related to the relaxation rate of these fluctuations. From the B 1g QEP width analysis we propose that the structural transition is related to a gradual freezing of the spin nematic fluctuations, which may be a general phenomenon present in other Fe-based superconductors. This study was complemented by measurements of Raman spectroscopy in BaFe2As2 and synchrotron X-ray diffraction in LaFeAsO, BaFe2As2 and Co-doped SrFe2As2 . In parallel, we studied the crystal and magnetic structures in compounds of the series Ba1?xLaxTi1/2Mn1/2O3 through the neutron diffraction technique / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 140978/2012-7 / CNPQ

In dieser Arbeit werden Messungen elektrischer, thermischer und insbesondere thermoelektrischer Transportkoeffizienten in topologischen Weyl-Halbmetall-Kandidaten sowie in eisenbasierten Hochtemperatur-Supraleitern vorgestellt, analysiert und diskutiert. In TaAs und TaP, zwei Weyl-Halbmetall-Kandidaten mit gebrochener Inversionssymmetrie, liefert das anomale Verhalten des Nernst-Signals in Abhängigkeit des Magnetfeldes Hinweise auf die Existenz von Weyl-Punkten in der Nähe der Fermi-Fläche, wobei sich die Verschiebung des chemischen Potenzials sowie ein Lifshitz-Übergang detektieren lassen. Die Temperaturabhängigkeit des Nernst-Signales erlaubt außerdem Rückschlüsse auf den Abstand der Weyl-Punkte zur Fermi-Fläche. In Mn3Ge, einem Weyl-Halbmetall-Kandidaten mit gebrochener Zeitumkehrsymmetrie, zeigt sich für alle gemessenen Temperaturen ein komplett anomales Verhalten des Nernst-Signals in Abhängigkeit des Magnetfeldes mit einer rechteckigen Hysterese bei kleinen Feldern, welches im Vergleich mit Daten der Magnetisierung einen eindeutigen Hinweis auf die Präsenz von Weyl-Punkten in diesem Material liefert. Mithilfe eines minimalen theoretischen Modells zweier Weyl-Punkte in der Nähe der Fermi-Fläche lässt sich eine Anpassungsformel für die Temperaturabhängigkeit des Nernst-Signals gewinnen, aus welcher sowohl geometrische Parameter der Bandstruktur als auch die Stärke der Berry-Krümmung an der Fermi-Energie extrahiert werden können. Für eisenbasierte Supraleiter besteht seit Langem der Verdacht, dass nematische Fluktuationen einen Einfluss auf die Supraleitung haben. Hier vorgestellte theoretische Betrachtungen zeigen im Rahmen eines Zweibandmodells eindeutig, dass eine endliche nematische Kopplung zu einer starken Erhöhung und einer nicht-monotonen Abhängigkeit des Nernst-Koeffizienten von der Dotierung führt, welcher ein Maximum über dem supraleitenden Dom aufweist. Dies wird anhand von Nernst-Messungen in Co-dotiertem LaFeAsO bestätigt. Ein Vergleich der Ergebnisse des Nernst-Effekts mit Elasto-Widerstandsmessungen enthüllt eine erstaunliche Ähnlichkeit der Dotierabhängigkeiten. Die Daten werden außerdem mit Messungen des Nernst-Effekts an Rh-dotiertem BaFe2As2 verglichen, wobei ebenfalls eine Erhöhung im Bereich optimaler Dotierung nachgewiesen werden kann. In Rh-dotietem BaFe2As2 zeigt sich jedoch ein Unterschied zwischen Elasto-Widerstands- und Nernst-Messungen, woraus abgeleitet wird, dass Elasto-Widerstandsmessungen kein vollständiges Bild der nematischen Fluktuation liefern. Der Nernst-Effekt ist hingegen aufgrund der Sensitivität auf nematische Fluktuationen universell in zwei Vertretern verschiedener Familien eisenbasierter Supraleiter maximal im Bereich des supraleitenden Doms. Dies liefert, zusammen mit den theoretischen Betrachtungen, einen starken Hinweis auf den Einfluss nematischer Fluktuationen auf die Supraleitung. / In this work the electric, thermal, and thermoelectric transport properties of several topological Weyl semimetal candidates and iron-based superconductors are investigated. In TaAs and TaP, two Weyl semimetal candidates with broken inversion symmetry, the Nernst signal exhibits anomalous behaviour as a function of magnetic field, consistent with Weyl points close to the Fermi surface. Furthermore, a shift of the chemical potential and a Lifshitz transition are detected. The temperature dependence of the Nernst signal allows for an estimation of the energy of the Weyl points with respect to the Fermi level. In Mn3Ge, a Weyl semimetal candidate with broken time reversal symmetry, the Nernst signal shows completely anomalous behaviour as a function of magnetic field that can be obtained at all measured temperatures. At low fields the signal exhibits a rectangular hysteresis cycle. A comparison with magnetization measurements evidently shows that these effects are caused by Weyl points lying close to the Fermi surface. With the help of a minimal model of two Weyl points in the vicinity of the Fermi level, a fitting formula of the temperature dependence of the Nernst signal can be obtained. The fit provides geometrical properties of the band structure, such as the $\boldsymbol{k}$-space separation of the Weyl points, their energy with respect to the Fermi level as well as the strength of the Berry curvature close to the Fermi energy. For a long time nematic fluctuations have been suspected to influence superconductivity in iron-based superconductors. A theoretical analysis, with the help of a two-band model, shows clearly that a finite nematic coupling causes a strong enhancement and non-monotonic behaviour of the Nernst coefficient, which develops a maximum above the superconducting dome. These findings are confirmed by Nernst measurements in Co-doped LaFeAsO. A comparison with elasto-resistivity measurements shows a stunning similarity of the doping dependencies of both quantities. Furthermore the data are compared with measurements on Rh-doped BaFe2As2, which also exhibits an enhancement of the Nernst coefficient in the region of optimal doping. However, in Rh-doped BaFe2As2 a difference between elastoresistivity and Nernst measurements is obtained, indicating that the elasto-resistivity measurements are not universally sensitive to nematic fluctuations. The Nernst effect, on the other hand, is enhanced in the vicinity of the superconducting dome in two members of different families of iron-based superconductors. Together with theoretical insights, these results provide strong evidence for the influence of nematic fluctuations on superconductivity in the iron-based superconductors.