范德瓦耳斯反铁磁体 Fe$_{1+x}$Te 中的磁表面重构

Fe$_{1+x}$Te 是一种二维范德瓦耳斯反铁磁体，在 Te 位进行阴离子替代时变为超导。Fe$_{1+x}$Te 的母相对标铁层间间隙铁的量敏感：间隙铁浓度 $x$ 较小时呈共线磁序并伴随低温金属性电阻率，而 $x$ 较大时呈螺旋磁序。尽管该相图已通过散射确立[例如 E. E. Rodriguez $\textit{et al.}$ Phys. Rev. B ${\bf{84}}$, 064403 (2011) 和 S. R\"ossler $\textit{et al.}$ Phys. Rev. B ${\bf{84}}$, 174506 (2011)]，近期的扫描隧穿显微镜测量[C. Trainer $\textit{et al.}$ Sci. Adv. ${\bf{5}}$, eaav3478 (2019)]观察到小间隙铁浓度 $x$ 下不同的磁结构，其磁矩沿晶轴 $c$ 轴显著倾斜 $\theta$=28 $\pm$ 3$^{\circ}$。本文中，我们利用球面中子极化与扫描隧穿显微镜重新审视 Fe$_{1.09}$Te 的磁结构，以在块体相中寻找该倾斜并比较表面与块体磁性。结果表明 Fe$_{1.09}$Te 的块体磁结构与面内共线序一致（$\theta=0$，误差约 5$^{\circ}$）。对一系列 Fe$_{1+x}$Te 样品的扫描隧穿显微镜比较显示，表面呈现磁表面重构，自旋倾斜角为 $\theta=29.8^{\circ}$。我们认为这是表面层结构弛豫导致面外磁晶各向异性的结果。当块体的对称性约束被解除时，Fe$_{1+x}$Te 的磁性在表面表现出不同性质。