将FeGe的无数电荷密度波编码为LiFe6Ge6的多晶型

Kagome金属通过晶格、电荷、轨道和自旋自由度的交织展现出丰富的量子态。最近，在kagome磁体FeGe中发现了一种新型电荷密度波（CDW）基态，并揭示其是通过大的Ge1二聚化降低磁能驱动的。在这里，基于DFT计算，我们表明这种机制将在FeGe中产生无限多的亚稳态CDW，因为Ge1二聚化在放大的超结构中排列方式不同。有趣的是，利用这些亚稳态CDW，可以通过在CDW超结构中二聚化Ge1位点正上方/下方的空隙中填充Li原子来稳定kagome磁体LiFe6Ge6的无数多晶型。由于存在磁能节省机制，这些多晶型非常稳定，与非磁性“166”kagome化合物形成鲜明对比。通过这种方式，建立了FeGe的亚稳态CDW与LiFe6Ge6的稳定多晶型之间的一一对应关系。一方面，这些亚稳态CDW的指纹（即诱导的面内原子畸变和带隙）被编码到相应的LiFe6Ge6稳定多晶型中，从而可以进一步研究其性质。另一方面，LiFe6Ge6的这些无数多晶型为探索磁性kagome金属的丰富物理提供了极大的自由度。因此，我们揭示了磁性kagome材料中异常丰富的CDW与结构多晶型之间的新颖联系，并建立了一条在CDW态基础上获得结构多晶型的新途径。