The recently discovered layered rare-earth metal oxypnictides have reinvigorated research into high-temperature superconductivity. The first of these, found only a few months ago, had a transition temperature of 26 K. A recent paper in Nature reported an iron–arsenic-based material superconducting at 43 K with the application of pressure. Previously only copper oxides superconductors had beaten the 40 K barrier. Now Chen et al. report bulk superconductivity in the samarium–arsenide oxide SmFeAsO1−xFx with a transition temperature of 43 K without this pressure. A report on the discovery of bulk superconductivity in samarium-arsenide oxides SmFeAsO1−xFx with a transition temperature as high as 43 K. Since the discovery of high-transition-temperature (high-Tc) superconductivity in layered copper oxides, extensive effort has been devoted to exploring the origins of this phenomenon. A Tc higher than 40 K (about the theoretical maximum predicted from Bardeen–Cooper–Schrieffer theory1), however, has been obtained only in the copper oxide superconductors. The highest reported value for non-copper-oxide bulk superconductivity is Tc = 39 K in MgB2 (ref. 2). The layered rare-earth metal oxypnictides LnOFeAs (where Ln is La–Nd, Sm and Gd) are now attracting attention following the discovery of superconductivity at 26 K in the iron-based LaO1-xF x FeAs (ref. 3). Here we report the discovery of bulk superconductivity in the related compound SmFeAsO1-xF x , which has a ZrCuSiAs-type structure. Resistivity and magnetization measurements reveal a transition temperature as high as 43 K. This provides a new material base for studying the origin of high-temperature superconductivity.

The recent discovery of superconductivity in $(\mathrm{Ba},\mathrm{K}){\mathrm{Fe}}_{2}{\mathrm{As}}_{2}$, which crystallizes in the ${\mathrm{ThCr}}_{2}{\mathrm{Si}}_{2}$ (122) structure as compared with the LnFeAsO (Ln is lanthanide) systems that possess the ZrCuSiAs (1111) structure, demonstrates the exciting potential of the FeAs-based materials for high-${T}_{C}$ superconductivity. Here we report neutron diffraction studies that show a tetragonal-to-orthorhombic distortion associated with the onset of $\mathbf{q}=(101)$ antiferromagnetic order in ${\mathrm{BaFe}}_{2}{\mathrm{As}}_{2}$, with a saturation moment $0.87(3){\ensuremath{\mu}}_{B}$ per Fe that is orientated along the longer $a$ axis of the $ab$ planes. The simultaneous first-order structural and magnetic transition is in contrast with the separated transitions previously reported in the 1111-type materials. The orientational relation between magnetic alignment and lattice distortion supports a multiorbital nature for the magnetic order.

Electronic charges introduced in copper-oxide planes generate high-transition temperature superconductivity but, under special circumstances, they can also order into filaments called stripes. Whether an underlying tendency of charges to order is present in all cuprates and whether this has any relationship with superconductivity are, however, two highly controversial issues. In order to uncover underlying electronic orders, magnetic fields strong enough to destabilise superconductivity can be used. Such experiments, including quantum oscillations in YBa2Cu3Oy (a notoriously clean cuprate where charge order is not observed) have suggested that superconductivity competes with spin, rather than charge, order. Here, using nuclear magnetic resonance, we demonstrate that high magnetic fields actually induce charge order, without spin order, in the CuO2 planes of YBa2Cu3Oy. The observed static, unidirectional, modulation of the charge density breaks translational symmetry, thus explaining quantum oscillation results, and we argue that it is most likely the same 4a-periodic modulation as in stripe-ordered cuprates. The discovery that it develops only when superconductivity fades away and near the same 1/8th hole doping as in La2-xBaxCuO4 suggests that charge order, although visibly pinned by CuO chains in YBa2Cu3Oy, is an intrinsic propensity of the superconducting planes of high Tc cuprates.

FeSe-derived superconductors show some unique behaviors relative to iron-pnictide superconductors, which are very helpful to understand the mechanism of superconductivity in high-Tc iron-based superconductors. The low-energy electronic structure of the heavily electron-doped AxFe2Se2 (A=K, Rb, Cs) demonstrates that interband scattering or Fermi surface nesting is not a necessary ingredient for the unconventional superconductivity in iron-based superconductors. The superconducting transition temperature (Tc) in the one-unit-cell FeSe on SrTiO3 substrate can reach as high as ~65 K, largely transcending the bulk Tc of all known iron-based superconductors. However, in the case of AxFe2Se2, the inter-grown antiferromagnetic insulating phase makes it difficult to study the underlying physics. Superconductors of alkali metal ions and NH3 molecules or organic-molecules intercalated FeSe and single layer or thin film FeSe on SrTiO3 substrate are extremely air-sensitive, which prevents the further investigation of their physical properties. Therefore, it is urgent to find a stable and accessible FeSe-derived superconductor for physical property measurements so as to study the underlying mechanism of superconductivity. Here, we report the air-stable superconductor (Li0.8Fe0.2)OHFeSe with high temperature superconductivity at ~40 K synthesized by a novel hydrothermal method. The crystal structure is unambiguously determined by the combination of X-ray and neutron powder diffraction and nuclear magnetic resonance. It is also found that an antiferromagnetic order coexists with superconductivity in such new FeSe-derived superconductor. This novel synthetic route opens a new avenue for exploring other superconductors in the related systems. The combination of different structure characterization techniques helps to complementarily determine and understand the details of the complicated structures.

The relation between the spin-density wave (SDW) and superconducting order is a central topic in the current research on the FeAs-based high-TC superconductors. Conflicting results exist in the LaFeAs(O, F)-class of materials, for which whether the SDW and superconductivity are mutually exclusive or they can coexist has not been settled. Here we show that for the (Ba, K)Fe2As2 system, the SDW and superconductivity can coexist in an extended range of compositions. The availability of single crystalline samples and high value of the energy gaps would make the materials a model system to investigate the high-TC ferropnictide superconductivity.

As one of the most fundamental physical phenomena, the anomalous Hall effect (AHE) typically occurs in ferromagnetic materials but is not expected in the conventional superconductors. Here, we have observed a giant AHE in kagome superconductor CsV3Sb5 with transition temperature (Tc) of 2.7 K. The anomalous Hall conductivity reaches up to 2.1*10^4 {\Omega}-1 cm-1 which is larger than those observed in most of the ferromagnetic metals. Strikingly, the emergence of AHE exactly follows the higher-temperature charge-density-wave (CDW) transition with TCDW ~ 94 K, indicating a strong correlation between the CDW state and AHE. Furthermore, AHE disappears when the CDW transition is completely suppressed at high pressure. The origin for AHE is attributed to enhanced skew scattering in CDW state and large Berry curvature arose from the kagome lattice. These discoveries make CsV3Sb5 as an ideal platform to study the interplay among nontrivial band topology, CDW and unconventional superconductivity.

In contrast to bulk FeSe superconductor, heavily electron-doped FeSe-derived superconductors show relatively high Tc without hole Fermi surfaces and nodal superconducting gap structure, which pose great challenges on pairing theories in the iron-based superconductors. In the heavily electron-doped FeSe-based superconductors, the dominant factors and the exact working mechanism that is responsible for the high Tc need to be clarified. In particular, a clean control of carrier concentration remains to be a challenge for revealing how superconductivity and Fermi surface topology evolves with carrier concentration in bulk FeSe. Here, we report the evolution of superconductivity in the FeSe thin flake with systematically regulated carrier concentrations by liquid-gating technique. High-temperature superconductivity at 48 K can be achieved only with electron doping tuned by gate voltage in FeSe thin flake with Tc less than 10 K. This is the first time to achieve such a high temperature superconductivity in FeSe without either epitaxial interface or external pressure. It definitely proves that the simple electron-doping process is able to induce high-temperature superconductivity with Tc as high as 48 K in bulk FeSe. Intriguingly, our data also indicates that the superconductivity is suddenly changed from low-Tc phase to high-Tc phase with a Lifshitz transition at certain carrier concentration. These results help us to build a unified picture to understand the high-temperature superconductivity among all FeSe-derived superconductors and shed light on further pursuit of higher Tc in these materials.

Abstract The pseudogap regime of high-temperature cuprates harbours diverse manifestations of electronic ordering whose exact nature and universality remain debated. Here, we show that the short-ranged charge order recently reported in the normal state of YBa 2 Cu 3 O y corresponds to a truly static modulation of the charge density. We also show that this modulation impacts on most electronic properties, that it appears jointly with intra-unit-cell nematic, but not magnetic, order, and that it exhibits differences with the charge density wave observed at lower temperatures in high magnetic fields. These observations prove mostly universal, they place new constraints on the origin of the charge density wave and they reveal that the charge modulation is pinned by native defects. Similarities with results in layered metals such as NbSe 2 , in which defects nucleate halos of incipient charge density wave at temperatures above the ordering transition, raise the possibility that order–parameter fluctuations, but no static order, would be observed in the normal state of most cuprates if disorder were absent.