We performed spin-polarized density functional calculations of lanthanide-series (Ln) iron oxypnictides LnFeAsO (Ln=La, Ce, Pr, Nd, Sm, and Gd) with constrained Fe magnetic moments, finding that in-plane dxy and out-of-plane dyz orbital characters are preferred for small Fe magnetic moments. Comparison of LnFeAsO compounds shows that the antiferromagnetism (AFM) from the Fe dxy orbital is itinerantly driven by orbital-dependent Fermi-surface nesting while AFM from the Fe dyz orbital is driven by superexchange mechanism. The Fe magnetic moments of the two orbital characters show different coupling strengths to Fermi-surface electrons orbital-selectively, suggesting that they may play different roles in superconductivity and in AFM, and making d orbital characters of the magnetic moment resolvable by measuring the electronic structures.
Mode-selective phonon effects on magnetism and superconductivity in trilayer nickelates
Universität Würzburg(维尔茨堡大学);Nagoya University(名古屋大学);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);Hefei National Laboratory, and New Cornerstone Science Laboratory(合肥国家实验室和新基石科学实验室);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所)
Magnetism and superconductivity in Fe$_{1+y}$Te$_{1-x}$Se$_x$
中子散射在表征Fe $_{1+y}$ Te $_{1-x}$ Se $_x$中的磁性和结构相关性以及它们与超导电性的联系方面起着重要的作用。在这里,我们回顾了几个关键方面的铁硫系超导体的中子研究发挥了关键作用的物理。这些主题包括Fe $_{1+y}$ Te $_{1-x}$ Se $_{x}$的相图,其中结构转变的掺杂依赖性可以从映射到各向异性随机场伊辛模型来理解。然后,我们讨论轨道选择莫特物理学的Fe硫族化物系列,其中温度依赖的磁性在母体材料中提供了最早的情况下,轨道选择相关效应在洪德金属。最后,我们阐述了中子散射揭示的局部磁关联的性质,它对温度和成分的依赖性,以及向列性和超导性的联系。
Electronic Origin of Ferromagnetic Excitations in the Candidate Spin-Triplet Superconductor CeSb2
Shanghai Research Center for Quantum Sciences(上海量子科学研究中心);Fudan University(复旦大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
Tuning the magnetism of the top-layer FeAs on BaFe$_{2}$As$_{2}$(001): First-principles study
用第一性原理电子结构计算方法研究了BaFe $_{2}$ As $_{2}$(001)表面的磁性.我们发现,对于As终止表面的磁性基态的顶层FeAs是在交错的二聚体反铁磁(AFM)秩序,而Ba终止表面的共线(单条纹)AFM秩序是最稳定的。当Ba或K原子覆盖到As表面时,计算得到的BaFe $_{2}$ As $_{2}$(001)上顶层FeAs的原子力显微镜能级差减小,表明自旋涨落增强.为了确定新的交错的二聚体AFM秩序的终止,我们模拟了扫描隧道显微镜(STM)图像为这个状态,它显示了不同的$\sqrt{2}\times\sqrt{2}$图案的情况下,半钡覆盖。我们的研究结果表明:(1)表面掺杂可以有效地调节BaFe $_{2}$ As $_{2}$(001)上顶层FeAs的磁性;(2)表面终止和顶层FeAs中的原子力显微镜有序度都可以影响BaFe $_{2}$ As $_{2}$(001)的STM图像。
Cu substitution effects on the local magnetic properties of Ba(Fe_[1-x]Cu_[x])2As2: a site-selective 75-As and 63-Cu NMR study
我们利用$^{75}$ As和$^{63}$ Cu NMR技术的位置选择性来探测Cu取代对Ba(Fe $_{1-x}$ Cu $_x$)$_2$ As $_2$中FeAs平面的局部磁性的影响。我们发现,抑制反铁磁Fe自旋的Cu取代引起的波动是弱于一个简单的刚性带图片的基础上,其中每个Cu原子将捐赠3个电子的FeAs平面的天真的期望。$^{63}$ Cu和$^{75}$ As NMR数据之间的比较表明,自旋波动被抑制在Cu和它们邻近的Fe位在tetraquinone相,这表明强烈的本地性质的Cu替代效果。在Ba(Fe $_{1-x}$ Cu $_x$)$_2$ As $_2$的相图中,我们认为没有大的超导圆顶是由于在正交畸变的存在下出现了一个接近磁有序的FeAs面。
Trends in pressure-induced layer-selective half-collapsed tetragonal phases in the iron-based superconductor family $Ae{}A$Fe$_4$As$_4$
通过对铁基超导体$Ae{}A$ Fe $_4$ As $_4$($Ae$ = Ca,Sr,Ba,$A$ = K,Rb,Cs)的密度泛函理论进行压力模拟,我们预测在这些系统中,在压力$P_{c_1}$和$P_{c_2}$下会出现两个连续的半塌陷四元跃迁,它们对电子结构的影响具有不同的性质.我们发现,类似于以前的研究CaKFe $_4$作为$_4$,自旋涡旋磁波动的Fe亚晶格在零压力下的准确的结构预测中发挥了关键作用。我们确定了明确的趋势的临界压力,并讨论了相关的崩溃阶段连接到磁性和超导性。最后,在半塌陷相的背景下,讨论了EuRbFe $_4$ As $_4$和EuCsFe $_4$ As $_4$的有趣情况,其中Eu磁性与超导性共存。
Sr$_2$VO$_3$FeAs: A Nanolayered Bimetallic Iron Pnictide Superconductor
在铁磷属元素化物超导体中,对于磁有序机制和非常规的序参量特征,统一的概念之一是近似嵌套的电子和空穴费米面。利用密度泛函方法对SrFe $_2$ P $_2$中的费米面进行了正确的预测,我们发现最近报道的超导SrPDMATHABMM VO $_3$ FeAs($T_c$ =37 K,磁性和超导电性之间没有明显的竞争)具有与以前的铁磷属元素化物不同的费米面几何形状和性质.中间层(V双层)产生穿过费米能级的能带。耦合到FeAs层是小的,除了沿区域边界的相互作用,但是,耦合退化的费米面嵌套。Sr $_2$ VO $_3$ FeAs,其开放的壳层原子的交替层,值得进一步仔细研究,这将有助于理解铁磷属化合物的性质的起源。
Band-filling and correlation controlling electronic properties and magnetism in K$_{x}$Fe$_{2-y}$Se$_{2}$: A slave boson study
本文利用多轨道Kotliar-Ruckenstein的从玻色子平均场方法研究了$_{x}$-Fe $_{2-y}$-Se $_{2}$材料在不同能带填充下的电磁性质.我们发现,在四分之三填充,对应于KFe $_{2}$ Se $_{2}$,基态是一个顺磁性坏金属。通过能带重整化分析和角分辨光电子能谱数据的比较,我们确定KFe $_{2}$ Se $_{2}$也是一个类似于铁磷属元素体系的中间关联体系。在三分之二填充时,对应于基于Fe $^{2+}$的系统,基态是具有在费米能级附近部分打开的自旋密度波隙的条纹反铁磁(SAFM)金属。与之相比,在半填充情况下,对应于Fe $^{3+}$基化合物,除了SAFM外,在中间关联区还观察到了无轨道有序的$N\acute{e}el$反铁磁金属基态,以及伴随中自旋到高自旋跃迁的轨道选择性Mott相(OSMP),这些结果表明能带填充和关联控制了电子态,KPDMATHABMM Fe $_{2-y}$ Se $_{2}$中的费米面拓扑和磁性.
Itinerant Nature of Spin-Density-Wave Order in Ruddlesden-Popper Nickelates
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院)