调控 BaFe$_{2}$As$_{2}$(001) 表层 FeAs 的磁性：第一性原理研究

利用第一性原理电子结构计算，我们研究了 BaFe$_{2}$As$_{2}$(001) 表面的磁性。我们发现，对于 As 终止表面，表层 FeAs 的磁基态处于交错二聚体反铁磁 (AFM) 序中；而对于 Ba 终止表面，共线（单条纹）AFM 序最为稳定。当一定覆盖度的 Ba 或 K 原子沉积到 As 终止表面上时，计算得到的 BaFe$_{2}$As$_{2}$(001) 表层 FeAs 不同 AFM 序间的能量差会显著减小，表明自旋涨落增强。为了识别 As 终止情形下的新颖交错二聚体 AFM 序，我们模拟了该态的扫描隧道显微镜 (STM) 图像，其显示出与半 Ba 覆盖情形不同的 $\sqrt{2}\times\sqrt{2}$ 图案。我们的结果表明：i) BaFe$_{2}$As$_{2}$(001) 表层 FeAs 的磁性可通过表面掺杂进行有效调控；ii) 表面终止方式与表层 FeAs 的 AFM 序均能影响 BaFe$_{2}$As$_{2}$(001) 的 STM 图像。