铁基超导体中磁性的统一最小有效模型

自 2008 年以来，已发现了许多新的铁基高温（高-$T_c$）超导体家族 \cite{Hosono,ChenXH,FeTe,ChenXL}。与铜氧化物超导体的所有母体化合物共享一个共同的反铁磁（AF）有序基态不同，铁基超导体的母体化合物展现出多种不同的 AF 有序基态，包括铁磷族化物中的共线-AF（CAF）态 \cite{caf}、11-铁硫族化物 $FeTe$ 中的双共线-AF（BCAF）态 \cite{bcaf,bcaf2}，以及 122-铁硫族化物 $K_{0.8}Fe_{1.6}Se_2$ 中的块状-AF（BAF）态 \cite{baf}。虽然反铁磁性的普遍存在表明超导性与磁性密切相关，但 AF 有序态的多样性掩盖了它们之间的相互作用。在此，我们展示了所有磁性相都可以在一个有效的磁性模型中得到统一。该模型捕捉到了三个非公度磁性相，其中两个已在实验中被观察到。该模型刻画了不同磁性相之间相变的本质，并解释了诸如自旋波谱和电子向列性等多种磁性质。最重要的是，通过统一对磁性的理解，我们对磁相互作用的关键要素——这些要素对超导电性的产生至关重要——提出了新的见解。