FeS 的电子结构

本文报道了近期发现的铁基超导体 FeS 的电子结构。我们的高分辨率角分辨光电子能谱研究显示，在布里渊区中心和角落分别存在两个类空穴（$\alpha$ 和 $\beta$）和两个类电子（$\eta$ 和 $\delta$）费米口袋，所有这些口袋沿 $k_z$ 方向均表现出中等程度的色散。然而，未观察到第三个类空穴带（$\gamma$），该带根据能带计算预期出现在区中心，并且在铁基超导体中普遍存在。由于该带具有最高的重整化因子，且已知最易受缺陷影响，我们数据中其缺失很可能源于缺陷散射——然而，在 $\gamma$ 带中缺乏相干准粒子的情况下，超导电性依然可以存在。这可能有助于解决当前关于 FeS 超导能隙结构的争议。此外，通过比较包括 FeS、FeSe$_{1-x}$S$_x$、FeSe 和 FeSe$_{1-x}$Te$_x$ 在内的各种铁硫族化合物的 $\beta$ 带宽，我们发现 FeS 的 $\beta$ 带宽最宽。然而，与能带计算相比，FeS 的能带重整化因子仍然相当大，这表明存在可观的电子关联。这解释了为何非常规超导电性能在 FeSe$_{1-x}$Te$_{x}$ 和 FeSe$_{1-x}$S$_{x}$ 中如此广泛的等价取代范围内持续存在。