BaFe$_2$Se$_3$在压力下的连续结构与反铁磁相变
材料科学
2018-01-18 v1 强关联电子
超导电性
摘要
在两腿梯化合物BaFeS中超导的发现，确立了123型铁硫族化物作为铁基超导家族中一个新颖且有趣的子类。然而，在此123系列中，BaFeSe是一个特殊的成员，其磁序与晶体结构不同于所有其他成员。最近，一项令人振奋的实验报道了BaFeSe在高压下超导的出现[J.-J. Ying等, Phys. Rev. B 95, 241109(R) (2017)]。在本工作中，我们报道了BaFeSe的第一性原理研究。我们的分析揭示了BaFeS与BaFeSe之间多种定性差异，包括后者在加压过程中一条出乎意料的相变链。首先，通过逐渐减小铁梯的倾斜角度，晶体结构在约6 GPa下从Pnma平滑转变为Cmcm。其次，体系在10.4 GPa下变为金属性。第三，其独特的环境压力Block反铁磁基态在约12 GPa下被更常见的CX反铁磁序所取代，即123-S梯的相同磁态。该转变发生的压力与实验超导转变压力非常接近。最后，所有磁矩在30 GPa下消失。所报道的这一完整相演化的理论相图十分重要，因为高压实验中捕获许多物理性质存在技术挑战。我们计算获得的信息表明BaFeSe与BaFeS中超导具有不同特征：在123-S中配对发生于磁矩消失时，而在123-Se中Block型到CX型磁性的转变区域似乎催化了超导。最后，预期在约30 GPa以上会出现额外的超导穹顶。
引用
@article{arxiv.1801.00877,
title = {Sequential structural and antiferromagnetic transitions in BaFe$_2$Se$_3$ under pressure},
author = {Yang Zhang and Ling-Fang Lin and Jun-Jie Zhang and Elbio Dagotto and Shuai Dong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.00877},
year = {2018}
}
备注
8 pages, 5 figures