去孪晶 NaFeAs 中的轨道选择性自旋波

轨道依赖的电子关联的存在已被认为是描述铁基超导体物理本质的基本要素。NaFeAs 作为铁基超导体的母体化合物，在 $T_s\approx 60$ K 以下呈现四方到正交的晶格畸变，形成具有两个 90$^\circ$ 旋转（孪晶）域的电子向列相，并在 $T_N\approx 42$ K 以下呈反铁磁有序。我们利用非弹性中子散射研究单轴压力去孪晶 NaFeAs 中的自旋波。通过将数据与密度泛函理论及动力学平均场理论联合计算相比较，我们得出结论：直至能量尺度 $E_\text{crossover} \approx 100$ meV 的自旋波由 $d_{yz}$-$d_{yz}$ 轨道内散射过程主导，其具有底层晶格的二重（$C_2$）旋转对称性。另一方面，高于 $E_\text{crossover}$ 的自旋波激发具有近似四重（$C_4$）旋转对称性，源于 $d_{xy}$-$d_{xy}$ 轨道内散射，后者控制了该材料中整体的磁带宽。此外，我们发现低能（$E\approx 6$ meV）自旋激发在温度 $T^\ast$（$>T_s$）以下由近似 $C_4$ 转变为 $C_2$ 旋转对称性，而高于 $E_\text{crossover}$ 的能量处的自旋激发具有近似 $C_4$ 旋转对称性且弱温度依赖。这些结果与角分辨光电子能谱测量一致，其中去孪晶 NaFeAs 所需的单轴应变也将可观测轨道依赖能带分裂的起始温度 $T^\ast$ 提升至 $T_s$ 以上，从而支持了铁基超导体向列相中轨道选择性自旋波的概念。