NaFe$_{0.56}$Cu$_{0.44}$As：由局域 Coulomb 相互作用诱导的 pnictide 绝缘相

在铁-pnictide 的研究中，一个关键问题是其涌现超导的坏金属态是否与磁有序绝缘相紧密相邻。最近发现，在低温下，重 Cu 掺杂的 NaFe$_{1-x}$Cu$_x$As ($x > 0.3$) 铁-pnictide 是具有长程反铁磁序的绝缘体，这类似于铜氧化物母体化合物，但不同于所有其他铁-pnictide。利用角分辨光电子能谱，我们测定了 NaFe$_{1-x}$Cu$_x$As ($x = 0.44$) 的动量分辨电子结构，并确定其基态为窄带隙绝缘体。结合实验结果与密度泛函理论 (DFT) 及 DFT+U 计算，我们的分析表明，局域 Coulomb (Hubbard) 和 Hund 耦合能在化学势附近带隙的形成中起关键作用。我们提出，在有限温度下，电荷载流子从类 Cu-As 价带热激发至具有 Fe $3d$ 特征的导带。随着温度升高，导带中的电子数增多，Fe 位点间的跃迁能增大，最终在 $T > T_\mathrm{N}$ 时长程反铁磁序被破坏。我们的研究为探究铁-pnictide 中 Mott 绝缘体向坏金属相转变并最终形成超导态的电子结构演化提供了基础。