绝缘体 Rb$_{0.89}$Fe$_{1.58}$Se$_2$ 中的自旋波与磁交换相互作用

碱性铁硒化物$A$Fe$_{1.6+x}$Se$_2$（$A=$ K, Rb, Cs）超导体的发现令凝聚态物理学界极为振奋，因为这些材料中的超导性可能具有与符号反转的s波电子配对机制不同的起源，而后者是所有其他铁基超导体提出的主要候选机制。尽管$A$Fe$_{1.6+x}$Se$_2$与金属反铁磁（AF）铁砷化物（如(Ba,Ca,Sr)Fe$_2$As$_2$）同构，但它们在$x=0$附近是绝缘体，并形成与铁砷化物完全不同的$\sqrt{5}\times\sqrt{5}$阻塞型反铁磁结构（图1a）。如果磁性是所有铁基材料超导性的起因，那么确定它们共同的磁性特征就非常重要。在此，我们使用中子散射来绘制反铁磁绝缘体Rb$_{0.89}$Fe$_{1.58}$Se$_2$中的自旋波。我们发现，尽管Rb$_{0.89}$Fe$_{1.58}$Se$_2$的Néel温度（$T_N=475$ K）远高于铁砷化物（$T_N\leq 220$ K），但这两类材料的自旋波具有相似的区界能量。对比在Rb$_{0.89}$Fe$_{1.58}$Se$_2$、(Ba,Ca,Sr)Fe$_2$As$_2$和铁硫族化物Fe$_{1.05}$Te中使用局域矩海森堡哈密顿量拟合的有效交换耦合，发现它们的次近邻（NNN）交换耦合是相似的。因此，所有铁基材料中的超导性可能具有共同的磁性起源，该起源与NNN磁交换相互作用密切相关，尽管它们具有金属或绝缘基态、不同的反铁磁序和电子能带结构。