LaOFePn体系（Pn = 磷族元素）的精细电子与磁结构

在化学计量比和掺杂的LaOFeAs以及同构的铁基氧磷族化合物中，高温超导性的出现及其与磁性的竞争，引发了关于这类材料中电子结构和磁相互作用的许多基本问题。目前已有足够的实验数据，可能可以识别出那些解决后能理解该体系的关键问题。本文中我们探讨了若干重要问题。一个关键特征是Fe-As距离（或更抽象地，磷族元素（Pn）的高度$z$(Pn)）；我们展示了$z$(Pn)对电子结构、能量学和Fe磁矩影响的结果。我们还研究了压力下的LaOFeAs，并在虚拟晶体近似下研究了电子和空穴掺杂的影响。给出了LaOFeAs化合物中所有原子（未掺杂和掺杂）的电场梯度，并与现有数据进行了比较。研究了观测到的$(\pi,\pi,\pi)$磁序，并与计算上更简单的$(\pi,\pi,0)$磁序进行了比较，后者在大多数方面可能是一个非常好的模型。我们研究了磷族元素在这一类材料中的关键作用，并预测了尚未有实验报道的N和Sb对应物的结构和性质。在特定体积下，LaOFeN的费米能级处出现了一个能隙，将成键带与反键带分开，为更简单地理解该体系看似复杂的电子结构指明了方向。最后，我们简要讨论了后镧系稀土元素的可能影响，这些元素已被观察到能显著提高超导临界温度。