潜在超导体KCa$_2$Fe$_4$As$_4$O$_2$中反常的金属性氧带

Nikita S. Pavlov; Kirill S. Pervakov; Igor A. Nekrasov

doi:10.1016/j.commatsci.2022.111916

潜在超导体KCa$_2$Fe$_4$As$_4$O$_2$中反常的金属性氧带

超导电性 2023-11-16 v1 材料科学

作者: Nikita S. Pavlov , Kirill S. Pervakov , Igor A. Nekrasov

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摘要

采用第一性原理 DFT/GGA 方法研究了空穴自掺杂潜在铁基超导体 KCa $_2$ Fe $_4$ As $_4$ O $_2$ （12442）的电子结构、磁性与费米面。提出投影到 Wannier 函数基组以直接计算自掺杂值。特别地，对于 KCa $_2$ Fe $_4$ As $_4$ O $_2$ ，Fe-3d 态上的空穴自掺杂值为 0.75。令人惊讶的是，在 KCa $_2$ Fe $_4$ As $_4$ O $_2$ 中发现除 Fe-3d 带外，O-2p 带也穿越费米能级，这对于 O-2p 态是相当反常的行为。通常，O-2p 态在过渡金属氧化物中完全占据。此处并非如此，因为 CaO 层将部分电子给予 FeAs 层，从而使 O-2p 态部分占据。O-2p 态在 $\Gamma$ 点附近形成螺旋桨状的附加费米面片，并由于杂化改变了 Fe-3d 费米面片。为证明 KCa $_2$ Fe $_4$ As $_4$ O $_2$ 中反常金属性 O-2p 带的存在，与同族体系 KCa $_2$ Fe $_4$ As $_4$ F $_2$ 和 RbGd $_2$ Fe $_4$ As $_4$ O $_2$ （其中不存在该情况）进行了对比研究。磁性基态为具有棋盘序的反铁磁性。因此，我们预期 KCa $_2$ Fe $_4$ As $_4$ O $_2$ 可能是一种具有反常性质的潜在超导体。

关键词

铁基超导体电子结构费米面 Wannier 函数氧带反铁磁性

引用

@article{arxiv.2205.07007,
  title  = {Anomalous metallic oxygen band in the potential superconductor KCa$_2$Fe$_4$As$_4$O$_2$},
  author = {Nikita S. Pavlov and Kirill S. Pervakov and Igor A. Nekrasov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.07007},
  year   = {2023}
}

备注

19 pages, 7 figures

潜在超导体KCa$_2$Fe$_4$As$_4$O$_2$中反常的金属性氧带

摘要

关键词

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