四方硫铁矿（四方FeS）中的磁有序：强巡游自旋涨落的证据
超导电性
2011-02-11 v1 材料科学
摘要
四方硫铁矿是一种天然存在的层状FeS矿物，已知在生物地球化学循环中很重要，最近在微生物燃料电池的发展中也很重要。关于这种矿物的磁性性质，已发表了相互矛盾的结果：穆斯堡尔谱表明没有磁有序，而密度泛函理论预测了一个反铁磁基态，类似于与其同构的Fe基高温超导体，并且已知在这些超导体中，磁性被强巡游自旋涨落所抑制。我们使用光电子能谱（PES）、近边X射线吸收精细结构谱（XAS）和密度泛函理论（DFT）计算研究了四方硫铁矿的后一种可能性。我们的四方硫铁矿Fe 3s芯能级PES谱显示出清晰的交换能劈裂（2.9 eV），与Fe离子上1 μB的磁矩一致，而Fe L边XAS谱表明四方硫铁矿中Fe 3d电子相当离域，类似于Fe金属中的情况。DFT计算表明，四方硫铁矿的基态是单条纹反铁磁，Fe磁矩（2.7 μB）显著大于实验估计值，并且对S高度和晶格参数有很强的依赖性。所有这些趋势都表明存在强巡游自旋涨落。如果强自旋涨落被证明是这些Fe基超导体中电子配对的媒介，我们推测四方硫铁矿可能是最简单的Fe基超导体之一。
引用
@article{arxiv.1102.2002,
title = {Magnetic ordering in mackinawite (tetragonal FeS): evidence for strong itinerant spin fluctuations},
author = {Kideok D. Kwon and Keith Refson and Sharon Bone and Ruimin Qiao and Wan-li Yang and Zhi Liu and Garrison Sposito},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.2002},
year = {2011}
}
备注
Evidence of FeS spin fluctuations