最优取代 Cu/Pb 磷灰石中的共边准一维铜酸盐碎片

继报道 Cu 取代铅磷灰石 Cu$_x$Pb$_{10-x}$(PO$_4$)$_6$O（'LK99'）在常压下具有室温超导性之后，理论和实验研究纷至沓来，探讨了该系统是否以及如何容纳包括超导性在内的强关联物理。虽然低掺杂（$x\approx1$）下的第一性原理计算表明，与氧配位的 Cu-$d^{9}$构型产生了孤立的关联能带，但其其他结构、电子和磁性质与其他已知的铜酸盐系统显著不同。在此，我们发现较高密度的有序 Cu 取代会导致形成连续的共边 Cu-O 链，类似于铜酸盐超导体家族中某些成员所具有的链。有趣的是，虽然这种准一维共边链通常沿链呈铁磁耦合，但我们发现我们的铜酸盐碎片具有反铁磁基态磁序，且邻近一个铁磁量子临界点。这是 Cu 取代磷灰石中拉长的 Cu-Cu 距离导致更大的 Cu-O-Cu 角度从而支持反铁磁性的结果，我们证明这一特性可通过应变进行调控。最后，我们的电子结构计算证实了系统的低维性质，并表明带宽由 Cu-O 四方形连通性驱动，从而产生中间关联机制。