The newly discovered iron-based high temperature superconductors have demonstrated rich physical properties. Here we give a brief review on the recent studies of the upper critical field and its anisotropy in a few typical series of the iron-based superconductors (FeSCs). In spite of their characters of a layered crystal structure, all the FeSCs possess an extremely large upper critical field and a weak anisotropy of superconductivity, being unique among the layered superconductors. These particular properties indicate potential applications of the FeSCs in the future. Based on the experimental facts of the FeSCs, we will discuss the possible mechanisms of pair breaking in high magnetic fields and its restrictions on the theoretical analysis of the superconducting pairing mechanisms.
. Universal behavior of the upper critical field in iron-based superconductors[J]. Frontiers of Physics, 2011, 6(4): 463-473.
Jing-lei Zhang, Lin Jiao, Ye Chen, Hui-qiu Yuan. Universal behavior of the upper critical field in iron-based superconductors. Front. Phys. , 2011, 6(4): 463-473.
Y. Kamihara, T. Watanabe, M. Hirano, and H. Hosono, J. Am. Chem. Soc. , 2008, 130(11): 3296
2
X. H. Chen, T. Wu, G. Wu, R. H. Liu, H. Chen, and D. F. Fang, Nature , 2008, 453(7196): 761
3
G. F. Chen, Z. Li, D. Wu, G. Li, W. Z. Hu, J. Dong, P. Zheng, J. L. Luo, and N. L. Wang, Phys. Rev. Lett. , 2008, 100(24): 247002
4
H. H. Wen, G. Mu, L. Fang, H. Yang, and X. Zhu, Europhys. Lett. , 2008, 82(1): 17009
5
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. , 2008, 25(7): 2215
6
C. Wang, L. Li, S. Chi, Z. Zhu, Z. Ren, Y. Li, Y. Wang, X. Lin, Y. Luo, S. Jiang, X. X. Xu, G. Cao, and Z. A. Xu, Europhys. Lett. , 2008, 83(6): 67006
7
M. Rotter, M. Tegel, and D. Johrendt, Phys. Rev. Lett. , 2008, 101(10): 107006
8
A. S. Sefat, R. Jin, M. A. McGuire, B. C. Sales, D. J. Singh, and D. Mandrus, Phys. Rev. Lett. , 2008, 101(11): 117004
9
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. USA , 2008, 105(38): 14262
10
M. H. Fang, H. M. Pham, B. Qian, T. J. Liu, E. K. Vehstedt, Y. Liu, L. Spinu, and Z. Q. Mao, Phys. Rev. B , 2008, 78(22): 224503
11
J. H. Tapp, Z. Tang, B. Lv, K. Sasmal, B. Lorenz, P. C. W. Chu, and A. M. Guloy, Phys. Rev. B , 2008, 78(6): 60505
12
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. , 2008, 148(11-12): 538
13
D. R. Parker, M. J. Pitcher, P. J. Baker, I. Franke, T. Lancaster, S. J. Blundell, and S. J. Clarke, Chem. Commun. , 2009, (16): 2189
14
J. J. Guo, S. F. Jin, G. Wang, S. C. Wang, K. X. Zhu, T. T. Zhou, M. He, and X. L. Chen, Phys. Rev. B , 2010, 82(18): 180520
15
M. H. Fang, H. D. Wang, C. H. Dong, Z. J. Li, C. M. Feng, J. Chen, and H. Q. Yuan, Europhys. Lett. , 2011, 94(2): 27009
16
A. Krzton-Maziopa, Z. Shermadini, E. Pomjakushina, V. Pomjakushin, M. Bendele, A. Amato, R. Khasanov, H. Luetkens, and K. Conder, J. Phys.: Condens. Matter , 2011, 23(5): 052203
17
A. F. Wang, J. J. Ying, Y. J. Yan, R. H. Liu, X. G. Luo, Z. Y. Li, X. F. Wang, M. Zhang, G. J. Ye, P. Cheng, Z. J. Xiang, and X. H. Chen, Phys. Rev. B , 2011, 83(6): 060512
18
H. D. Wang, C. H. Dong, Z. J. Li, Q. H. Mao, S. S. Zhu, C. M. Feng, H. Q. Yuan, and M. H. Fang, Europhys. Lett. , 2011, 93(4): 47004
19
N. P. Armitage, P. Fournier, and R. L. Greene, Rev. Mod. Phys. , 2010, 82(3): 2421
20
I. I. Mazin, D. J. Singh, M. D. Johannes, and M. H. Du, Phys. Rev. Lett. , 2008, 101(5): 57003
21
K. Seo, B. A. Bernevig, and J. P. Hu, Phys. Rev. Lett. , 2008, 101(20): 206404
22
C. H. Lee, A. Iyo, H. Eisaki, H. Kito, M. T. Fernandez-Diaz, T. Ito, K. Kihou, H. Matsuhata, M. Braden, and K. Yamada, J. Phys. Soc. Jpn. , 2008, 77(8): 083704
23
H. Okabe, N. Takeshita, K. Horigane, T. Muranaka, and J. Akimitsu, Phys. Rev. B , 2010, 81(20): 205119
24
Q. Huang, J. Zhao, J. W. Lynn, G. F. Chen, J. L. Luo, N. L. Wang, and P. C. Dai, Phys. Rev. B , 2008, 78(5): 054529
25
J. H. Chu, J. G. Analytis, C. Kucharczyk, and I. R. Fisher, Phys. Rev. B , 2009, 79(1): 014506
26
C. H. Dong, H. D. Wang, Z. J. Li, J. Chen, H. Q. Yuan, and M. H. Fang, arXiv:1012.5188 , 2010
27
T. Park, E. Park, H. Lee, T. Klimczuk, E. D. Bauer, F. Ronning, and J. D. Thompson, J. Phys.: Condens. Matter , 2008, 20(32): 322204
28
P. L. Alireza, Y. T. Ko, J. Gillett, C. M. Petrone, J. M. Cole, G. G. Lonzarich, and S. E. Sebastian, J. Phys.: Condens. Matter , 2009, 21(1): 012208
29
R. H. Liu, X. G. Luo, M. Zhang, A. F. Wang, J. J. Ying, F. Wang, Y. J. Yan, Z. J. Xiang, P. Cheng, G. J. Ye, Z. Y. Li, and X. H. Chen, Europhys. Lett. , 2011, 94(2): 27008
30
Z. Shermadini, A. Krzton-Maziopa, M. Bendele, R. Khasanov, H. Luetkens, K. Conder, E. Pomjakushina, S. Weyeneth, V. Pomjakushin, O. Bossen, and A. Amato, Phys. Rev. Lett. , 2011, 106(11): 117602
31
W. Bao, Q. Huang, G. F. Chen, M. A. Green, D. M. Wang, J. B. He, X. Q. Wang, and Y. Qiu, Chin. Phys. Lett. , 2011, 28(8): 086104
32
Y. J. Yan, M. Zhang, A. F. Wang, J. J. Ying, Z. Y. Li, W. Qin, X. G. Luo, J. Q. Li, J. P. Hu, and X. H. Chen, arXiv:1104.4941 , 2011
33
W. Bao, G. N. Li, Q. Huang, G. F. Chen, J. B. He, M. A. Green, Y. Qiu, D. M. Wang, and J. L. Luo, arXiv:1102. 3674 , 2011
34
B. Shen, B. Zeng, G. F. Chen, J. B. He, D. M. Wang, H. Yang, and H. H. Wen, Europhys. Lett. , 2011, 96(3): 37010
35
Z. Wang, Y. J. Song, H. L. Shi, Z. W. Wang, Z. Chen, H. F. Tian, G. F. Chen, J. G. Guo, H. X. Yang, and J. Q. Li, Phys. Rev. B , 2011, 83(14): 140505
36
F. J. Ma, Z. Y. Lu, and T. Xiang, Front. Phys. China , 2010, 5(2): 150
37
D. J. Singh and M. H. Du, Phys. Rev. Lett. , 2009, 100(23): 237003
38
X. F. Wang, T. Wu, G. Wu, H. Chen, Y. L. Xie, J. J. Ying, Y. J. Yan, R. H. Liu, and X. H. Chen, Phys. Rev. Lett. , 2009, 102(11): 117005
39
N. R. Werthamer, E. Helfand, and P. C. Hohenberg, Phys. Rev. , 1966, 147(1): 295
40
B. S. Chandrasekhar, Appl. Phys. Lett. , 1962, 1(1): 7
41
A. M. Clogston, Phys. Rev. Lett. , 1962, 9(6): 266
42
G. Fuchs, S. L. Drechsler, N. Kozlova, M. Bartkowiak, J. E. H. Borrero, G. Behr, K. Nenkov, H. H. Klauss, H. Maeter, A. Amato, H. Luetkens, A. Kwadrin, R. Khasanov, J. Freudenberger, A. K?hler, M. Knupfer, E. Arushanov, H. Rosner, B. Büchner, and L. Schultz, New J. Phys. , 2009, 11(7): 075007
43
K. Maki, Phys. Rev. , 1966, 148(1): 362
44
P. Fulde and R. A. Ferrell, Phys. Rev. , 1964, 135(3A): A550
45
A. I. Larkin and Y. N. Ovichinnikov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. , 1964, 47: 1136
46
A. S. Sefat, M. A. McGuire, B. C. Sales, R. Jin, J. Y. Howe, and D. Mandrus, Phys. Rev. B , 2008, 77(17): 174503
47
G. F. Chen, Z. Li, G. Li, J. Zhou, D. Wu, J. Dong, W. Z. Hu, P. Zheng, Z. J. Chen, H. Q. Yuan, J. Singleton, J. L. Luo, and N. L. Wang, Phys. Rev. Lett. , 2008, 101(5): 057007
48
Y. Jia, P. Cheng, L. Fang, H. Luo, H. Yang, C. Ren, L. Shan, C. Gu, and H. H. Wen, Appl. Phys. Lett. , 2008, 93(3): 032503
49
N. Ni, S. L. Budko, A. Kreyssig, S. Nandi, G. E. Rustan, A. I. Goldman, S. Gupta, J. D. Corbett, A. Kracher, and P. C. Canfield, Phys. Rev. B , 2008, 78(1): 014507
50
F. Hunte, J. Jaroszynski, A. Gurevich, D. C. Larbalestier, R. Jin, A. S. Sefat, M. A. McGuire, B. C. Sales, D. K. Christen, and D. Mandrus, Nature , 2008, 453(7197): 903
51
H. Ding, P. Richard, K. Nakayama, K. Sugawara, T. Arakane, Y. Sekiba, A. Takayama, S. Souma, T. Sato, T. Takahashi, Z. Wang, X. Dai, Z. Fang, G. F. Chen, J. L. Luo, and N. L. Wang, Europhys. Lett. , 2008, 83(4): 47001
52
L. Zhao, H. Y. Liu, W. T. Zhang, J. Q. Meng, X. W. Jia, G. D. Liu, X. L. Dong, G. F. Chen, J. L. Luo, N. L. Wang, G. L. Wang, Y. Zhou, Y. Zhu, X. Y. Wang, Z. X. Zhao, Z. Y. Xu, C. T. Chen, and X. J. Zhou, Chin. Phys. Lett. , 2008, 25: 4402
53
K. Nakayama, T. Sato, P. Richard, Y. M. Xu, Y. Sekiba, S. Souma, G. F. Chen, J. L. Luo, N. L. Wang, H. Ding, and T. Takahashi, Europhys. Lett. , 2009, 85(6): 67002
54
J. Jaroszynski, F. Hunte, L. Balicas, Y. J. Jo, I. Raiccaronevicacute, A. Gurevich, D. C. Larbalestier, F. F. Balakirev, L. Fang, P. Cheng, Y. Jia, and H. H. Wen, Phys. Rev. B , 2008, 78(17): 174523
55
H. S. Lee, M. Bartkowiak, J. H. Park, J. Y. Lee, J. Y. Kim, N. H. Sung, B. K. Cho, C. U. Jung, J. S. Kim, and H. J. Lee, Phys. Rev. B , 2009, 80(14): 144512
56
H. Q. Yuan, J. Singleton, F. F. Balakirev, S. A. Baily, G. F. Chen, J. L. Luo, and N. L. Wang, Nature , 2009, 457(7229): 565
57
M. Tinkham, Introduction to Superconductivity, 2nd Ed., New York: McGraw-Hill, 1996
58
A. Gurevich, Phys. Rev. B , 2003, 67(18): 184515
59
V. Gasparov, L. Drigo, A. Audouard, D. Sun, C. Lin, S. Bud Ko, P. Canfield, F. Wolff-Fabris, and J. Wosnitza, JETP Lett. , 2011, 93: 11667
60
M. Kano, Y. Kohama, D. Graf, F. Balakirev, A. S. Sefat, M. A. Mcguire, B. C. Sales, D. Mandrus, and S. W. Tozer, J. Phys. Soc. Jpn. , 2009, 78(8): 84719
61
S. A. Baily, Y. Kohama, H. Hiramatsu, B. Maiorov, F. F. Balakirev, M. Hirano, and H. Hosono, Phys. Rev. Lett. , 2009, 102(11): 117004
62
M. H. Fang, J. H. Yang, F. F. Balakirev, Y. Kohama, J. Singleton, B. Qian, Z. Q. Mao, H. Wang, and H. Q. Yuan, Phys. Rev. B , 2010, 81(2): 20509
63
H. C. Lei, R. W. Hu, E. S. Choi, J. B. Warren, and C. Petrovic, Phys. Rev. B , 2010, 81(9): 94518
64
N. Kurita, K. Kitagawa, K. Matsubayashi, A. Kismarahardja, E. Choi, J. S. Brooks, Y. Uwatoko, S. Uji, and T. Terashima, J. Phys. Soc. Jpn. , 2011, 80(1): 13706
65
K. Cho, H. Kim, M. A. Tanatar, Y. J. Song, Y. S. Kwon, W. A. Coniglio, C. C. Agosta, A. Gurevich, and R. Prozorov, Phys. Rev. B , 2011, 83(6): 60502
66
J. L. Zhang, L. Jiao, F. F. Balakirev, X. C. Wang, C. Q. Jin, and H. Q. Yuan, Phys. Rev. B , 2011, 83(17): 174506
67
S. Khim, B. Lee, J.W. Kim, E. S. Choi, G. R. Stewart, and K. H. Kim, Phys. Rev. B , 2011, 84(10): 104502
68
Y. Zhang, L. X. Yang, M. Xu, Z. R. Ye, F. Chen, C. He, H. C. Xu, J. Jiang, B. P. Xie, J. J. Ying, X. F. Wang, X. H. Chen, J. P. Hu, M. Matsunami, S. Kimura, and D. L. Feng, Nat. Mater. , 2011, 10(4): 273
69
X. P. Wang, T. Qian, P. Richard, P. Zhang, J. Dong, H. D. Wang, C. H. Dong, M. H. Fang, and H. Ding, Europhys. Lett. , 2011, 93(5): 57001
70
D. X. Mou, S. Y. Liu, X. W. Jia, J. F. He, Y. Y. Peng, L. Zhao, L. Yu, G. D. Liu, S. L. He, X. L. Dong, J. Zhang, H. D. Wang, C. H. Dong, M. H. Fang, X. Y. Wang, Q. J. Peng, Z. M. Wang, S. J. Zhang, F. Yang, Z. Y. Xu, C. T. Chen, and X. J. Zhou, Phys. Rev. Lett. , 2011, 106(10): 107001
71
E. D. Mun, M. M. Altarawneh, C. H. Mielke, V. S. Zapf, R. Hu, S. L. Bud’Ko, and P. C. Canfield, Phys. Rev. B , 2011, 83(4): 100514
72
L. Jiao, Y. Kohama, J. L. Zhang, H. D. Wang, B. Maiorov, F. F. Balakirev, Y. Chen, L. N. Wang, T. Shang, M. H. Fang, and H. Q. Yuan, arXiv:1106.2283 , 2011
73
V. N. Zverev, A. V. Korobenko, G. L. Sun, D. L. Sun, C. T. Lin, and A. V. Boris, Jpn. J. Appl. Phys. , 2011, 50: 05FD0274
74
G. Wu, H. Chen, T. Wu, Y. L. Xie, Y. J. Yan, R. H. Liu, X. F. Wang, J. J. Ying, and X. H. Chen, J. Phys.: Condens. Matter , 2008, 20(5): 422201
75
C. Liu, Y. Lee, A. D. Palczewski, J. Q. Yan, T. Kondo, B. N. Harmon, R.W. McCallum, T. A. Lograsso, and A. Kaminski, Phys. Rev. B , 2010, 82(7): 075135
76
S. I. Vedeneev, C. Proust, V. P. Mineev, M. Nardone, and G. L. J. A. Rikken, Phys. Rev. B , 2006, 73(1): 14528
77
M. S. Nam, J. A. Symington, J. Singleton, S. J. Blundell, A. Ardavan, J. A. A. J. Perenboom, M. Kurmoo, and P. Day, J. Phys.: Condens. Matter , 2009, 11(43): L477
78
P. Vilmercati, A. Fedorov, I. Vobornik, U. Manju, G. Panaccione, A. Goldoni, A. S. Sefat, M. A. McGuire, B. C. Sales, R. Jin, D. Mandrus, D. J. Singh, and N. Mannella, Phys. Rev. B , 2009, 79(22): 220503
79
Y. M. Xu, Y. B. Huang, X. Y. Cui, R. Elia, R. Milan, M. Shi, G. F. Chen, P. Zheng, N. L. Wang, P. Dai, J. P. Hu, Z. Wang, and H. Ding, Nat. Phys. , 2011, 7(3): 198
80
Z. S. Gao, Y. P. Qi, L. Wang, D. L. Wang, X. P. Zhang, C. Yao, and Y. W. Ma, Supercond. Sci. Technol. , 2011, 24(6): 065022
