(K,Tl)Fe$_{1.6}$Se$_2$ 的块自旋基态与三维性

使用第一性原理计算研究了 (K,Tl)$_y$ Fe$_{1.6}$ Se$_2$ 的磁性和电子结构。基态是最小 Fe$_4$ 方块的棋盘式反铁磁耦合块，具有大的块自旋矩 ~11.2 $\mu_B$。磁相互作用可以用一个简单的自旋模型来建模，该模型同时涉及块间和块内耦合，以及最近邻和次近邻耦合。计算还表明，除了 $y = 0.8$ 时打开了一个 ~400 - 550 meV 的带隙，显示出 (K,Tl)$_{0.8}$ Fe$_{1.6}$ Se$_2$ 的反铁磁绝缘体基态外，其他情况均为金属基态。金属性 (K,Tl)$_y$ Fe$_{1.6}$ Se$_2$ 的电子结构是高度三维的，具有独特的费米面结构和拓扑。这些特征表明，铁空位有序对 (K,Tl)$_y$ Fe$_{2-x}$ Se$_2$ 的物理性质至关重要。