EuRbFe$_4$As$_4$ 中 Eu 的自旋共振与长程磁序共存

通过非弹性中子散射（INS）、中子衍射和随机相位近似（RPA）计算，研究了 EuRbFe$_4$As$_4$ 的磁激发与磁结构。在超导转变温度 $T_\text{c}=36.5$~K 以下，INS 谱在 $Q_\text{res}=1.27(2)$~$\text{\AA}^{-1}$ 和 $1.79(3)$~$\text{\AA}^{-1}$ 处呈现中子自旋共振。它们对应于 $\mathbf{Q}=(0.5,0.5,1)$ 和 $(0.5,0.5,3)$ 嵌套波矢，显示了能带结构的三维特性。中子自旋共振的特征能量为 $E_\text{res}=17.7(3)$~meV，对应于 $5.7(1)k_\text{B}T_\text{c}$。中子自旋共振模的观测以及我们的 RPA 计算结合近期光学电导率测量，表明 EuRbFe$_4$As$_4$ 中具有 $s_\pm$ 超导配对对称性。除中子自旋共振模外，当温度降至磁转变温度 $T_\text{N}=15$~K 以下时，在低能非弹性通道中观测到源于 Eu 子晶格长程磁序的自旋波激发。单晶中子衍射测量表明，Eu 子晶格的磁传播矢量为 $\mathbf{k}=(0, 0, 0.25)$，代表三维反铁磁序。假设所得磁结构并具有面内和面间最近邻交换耦合 $J_1/k_\text{B}=-1.31$~K 和 $J_c/k_\text{B}=0.08$~K 的线性自旋波计算，可定量重现观测到的自旋波激发。我们的结果表明，在 EuRbFe$_4$As$_4$ 中超导性与 Eu 的长程磁序共存，而二者之间的耦合相当弱。