Fe$_{1+x}$Te 中 Lifshitz 点附近的磁性和结构性质

我们构建了母体化合物 Fe$_{1+x}$Te 作为间隙铁$x$函数的相图，涵盖了电子、结构和磁性性质。对于$x < 10\%$的浓度，Fe$_{1+x}$Te 在约 70 K 处发生“半金属”到金属的转变，该转变也是一级的，并与从四方晶胞到单斜晶胞的结构转变同时发生。对于$x \sim 14\%$，Fe$_{1+x}$Te 在约 58 K 处发生二级相变，对应于“半金属”到“半金属”的转变以及正交结构畸变。在临界浓度$x \sim 11\%$处，Fe$_{1+x}$Te 经历两次转变：较高温度的转变是到具有非公度磁有序和温度依赖传播矢量的正交相的二级转变，而较低温度的转变对应于具有近公度磁波矢量的单斜相的成核。虽然对于$x < 10\%$和接近临界浓度$x \sim 11\%$的情况，结构和磁转变都表现出相似的临界行为，但具有大间隙铁浓度的样本显示出临界响应之间的显著偏差，表明序参量的解耦。对温度依赖的非弹性中子数据的分析表明，整个 Fe$_{1+x}$Te 相图中的非公度磁涨落直接与高于$T_N$的“半导体”类电阻率相关，并暗示自旋涨落的散射是半导体或差金属性质的主要原因。结果表明，掺杂驱动的费米面嵌套可能是大间隙浓度下无隙和非公度自旋响应的起源。