Superconductivity can be induced with the application of pressure but it disappears eventually upon heavy compression in the iron-based parent compound BaFe2As2. Structural evolution with pressure is used to understand this behavior. By performing synchrotron X-ray powder diffraction measurements with diamond anvil cells up to 26.1 GPa, we find an anomalous behavior of the lattice parameter with a S shape along the a axis but a monotonic decrease in the c-axis lattice parameter with increasing pressure. The close relationship between the axial ratio c/a and the superconducting transition temperature Tc is established for this parent compound. The c/a ratio is suggested to be a measure of the spin fluctuation strength. The reduction of Tc with the further increase of pressure is a result of the pressure-driven weakness of the spin-fluctuation strength in this material.

1.
Y.
Kamihara
,
T.
Watanabe
,
M.
Hirano
, and
H.
Hosono
,
J. Am. Chem. Soc.
130
,
3296
(
2008
).
2.
Z. A.
Ren
,
W.
Lu
,
J.
Yang
,
W.
Yi
,
X. L.
Shen
,
Z. C.
Li
,
G. C.
Che
,
X. L.
Dong
,
L. L.
Sun
,
F.
Zhou
, and
Z. X.
Zhao
,
Chin. Phys. Lett.
25
,
2215
(
2008
).
3.
M.
Rotter
,
M.
Tegel
, and
D.
Johrendt
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
107006
(
2008
).
4.
X. C.
Wang
,
Q. Q.
Liu
,
Y. X.
Lv
,
W. B.
Gao
,
L. X.
Yang
,
R. C.
Yu
,
F. Y.
Li
, and
C. Q.
Jin
,
Solid State Commun.
148
,
538
(
2008
).
5.
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
, and
M. K.
Wu
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
105
,
14262
(
2008
).
6.
I. R.
Shein
and
A. L.
Ivanovskii
,
Phys. Rev. B
79
,
245115
(
2009
).
7.
J. G.
Guo
,
S. F.
Jin
,
G.
Wang
,
S. C.
Wang
,
K. X.
Zhu
,
T. T.
Zhou
,
M.
He
, and
X. L.
Chen
,
Phys. Rev. B
82
,
180520
R
(
2010
).
8.
M.
Rotter
,
M.
Tegel
, and
D.
Johrendt
,
Phys. Rev. B
78
,
020503
R
(
2008
).
9.
F.
Ronning
,
T.
Klimczuk
,
E. D.
Bauer
,
H.
Volz
, and
J. D.
Thompson
,
J. Phys.: Condens. Matter
20
,
322201
(
2008
).
10.
M.
Tegel
,
M.
Rotter
,
V.
Weiss
,
F. M.
Schappacher
,
R.
Poettgen
, and
D.
Johrendt
,
J. Phys.: Condens. Matter
20
,
452201
(
2008
).
11.
N.
Ni
,
S. L.
Bud'ko
,
A.
Kreyssig
,
S.
Nandi
,
G. E.
Rustan
,
A. I.
Goldman
,
S.
Gupta
,
J. D.
Corbett
,
A.
Kracher
, and
P. C.
Canfield
,
Phys. Rev. B
78
,
014507
(
2008
).
12.
K.
Ahilan
,
J.
Balasubramaniam
,
F. L.
Ning
,
T.
Imai
,
A. S.
Sefat
,
R.
Jin
,
M. A.
McGuire
,
B. C.
Sales
, and
D.
Mandrus
,
J. Phys.: Condens. Matter
20
,
472201
(
2008
).
13.
L. J.
Li
,
Y. K.
Luo
,
Q. B.
Wang
,
H.
Chen
,
Z.
Ren
,
Q.
Tao
,
Y. K.
Li
,
X.
Lin
,
M.
He
,
Z. W.
Zhu
,
G. H.
Cao
, and
Z. A.
Xu
,
New J. Phys.
11
,
025008
(
2009
).
14.
C.
Dhital
,
Z.
Yamanni
,
W.
Tian
,
J.
Zeretsky
,
A. S.
Sefat
,
Z. Q.
Wang
,
R. J.
Birgeneau
, and
S. D.
Wilson
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
087001
(
2012
).
15.
P. L.
Alireza
,
Y. T.
Chris Ko
,
J.
Gillett
,
C. M.
Petrone
,
J. M.
Cole
,
G. G.
Lonzarich
, and
S. E.
Sebastian
,
J. Phys.: Condens. Matter
21
,
012208
(
2009
).
16.
C. W.
Chu
and
B.
Lorenz
,
Physica C
469
,
385
(
2009
).
17.
R.
Mittal
,
S. K.
Mishra
,
S. L.
Chaplot
,
S. V.
Ovsyannikov
,
E.
Greenberg
,
D. M.
Trots
,
L.
Dubronvinsky
,
Y.
Su
,
T.
Brueckel
,
S.
Matsuishi
,
H.
Hosono
, and
G.
Garbarino
,
Phys. Rev. B
83
,
054503
(
2011
).
18.
J. E.
Jørgensen
,
J. S.
Olsen
, and
L.
Gerward
,
Solid State Commun.
149
,
1161
(
2009
).
19.
M.
Tomić
,
R.
Valentí
, and
H. O.
Jeschke
,
Phys. Rev. B
85
,
094105
(
2012
).
20.
F.
Ishikawa
,
N.
Eguchi
,
M.
Kodama
,
K.
Fujimaki
,
M.
Einaga
,
A.
Ohmura
,
A.
Nakayama
,
A.
Mitsuda
, and
Y.
Yamada
,
Phys. Rev. B
79
,
172506
(
2009
).
21.
W.
Uhoya
,
A.
Stemshorn
,
G.
Tsoi
,
Y. K.
Vohra
,
A. S.
Sefat
,
B. C.
Sales
,
K. M.
Hope
, and
S. T.
Weir
,
Phys. Rev. B
82
,
144118
(
2010
).
22.
A.
Mani
,
N.
Ghosh
,
S.
Paulraj
,
A.
Bharathi
, and
C. S.
Sundar
,
Europhys. Lett.
87
,
17004
(
2009
).
23.
T.
Yamazaki
,
N.
Takeshita
,
R.
Kobayashi
,
H.
Fukazawa
,
Y.
Kohori
,
K.
Kihou
,
C. H.
Lee
,
H.
Kito
,
A.
Iyo
, and
H.
Eisaki
,
Phys. Rev. B
81
,
224511
(
2010
).
24.
E.
Colombier
,
S. L.
Bud'ko
,
N.
Ni
, and
P. C.
Canfield
,
Phys. Rev. B
79
,
224518
(
2009
).
25.
H.
Fukazawa
,
N.
Takeshita
,
T.
Yamazaki
,
K.
Kondo
,
K.
Hirayama
,
Y.
Kohori
,
K.
Miyazawa
,
H.
Kito
,
H.
Eisaki
, and
A.
Iyo
,
J. Phys. Soc. Jpn.
77
,
105004
(
2008
).
26.
A. P.
Hammersley
,
S. O.
Svensson
,
M.
Hanfland
,
A. N.
Fitch
, and
D.
Hausermann
,
High Pressure Res.
14
,
235
(
1996
).
27.
J.
Rodríguez-Carvajal
,
Physica B
192
,
55
(
1993
).
29.
F. J.
Jia
,
W. G.
Yang
,
L. J.
Li
,
Z. A.
Xu
, and
X. J.
Chen
,
Physica C
474
,
1
(
2012
).
30.
H.
Okada
,
K.
Igawa
,
H.
Takahashi
,
Y.
Kamihara
,
M.
Hirano
,
H.
Hosono
,
K.
Matsubayashi
, and
Y.
Uwatoko
,
J. Phys. Soc. Jpn.
77
,
113712
(
2008
).
31.
W. J.
Duncan
,
O. P.
Welzel
,
C.
Harrison
,
X. F.
Wang
,
X. H.
Chen
,
F. M.
Grosche
, and
P. G.
Niklowitz
,
J. Phys.: Condens. Matter
22
,
052201
(
2010
).
32.
S. A. J.
Kimber
,
A.
Kreyssig
,
Y. Z.
Zhang
,
H.
Jeschke
,
R.
Valenti
,
F.
Yokaichiya
,
E.
Colombier
,
J.
Yan
,
T. C.
Hansen
,
T.
Chatterji
,
R. J.
McQueeney
,
P. C.
Canfeld
,
A. I.
Goldman
, and
D. N.
Argyriou
,
Nature Mater.
8
,
471
(
2009
).
33.
D. J.
Singh
,
Phys. Rev. B
78
,
094511
(
2008
).
34.
I. R.
Shein
and
A. L.
Ivanovskii
,
J. Exp. Theor. Phys. Lett.
88
,
107
(
2008
).
35.
Y. Z.
Zhang
,
H. C.
Kandpal
,
I.
Opahle
,
H. O.
Jeschke
, and
R.
Valenti
,
Phys. Rev. B
80
,
094530
(
2009
).
36.
S. X.
Chi
,
A.
Schneidewind
,
J.
Zhao
,
L. W.
Harriger
,
L. J.
Li
,
Y. K.
Luo
,
G. H.
Cao
,
Z. A.
Xu
,
M.
Loewenhaupt
,
J. P.
Hu
, and
P. C.
Dai
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
107006
(
2009
).
37.
M. Y.
Wang
,
H. Q.
Luo
,
J.
Zhao
,
C. L.
Zhang
,
M.
Wang
,
K.
Marty
,
S. X.
Chi
,
J. W.
Yynn
,
A.
Schneidewind
,
S. L.
Li
, and
P. C.
Dai
,
Phys. Rev. B
81
,
174524
(
2010
).
38.
G. F.
Ji
,
J. S.
Zhang
,
L.
Ma
,
P.
Fan
,
P. S.
Wang
,
J.
Dai
,
G. T.
Tan
,
Y.
Song
,
C. L.
Zhang
,
P. C.
Dai
,
B.
Normand
, and
W. Q.
Yu
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
107004
(
2013
).
You do not currently have access to this content.