半导体Rb$_{0.8}$Fe$_{1.5}$S$_2$中的两个空间分离相

我们报道对半导体Rb$_{0.8}$Fe$_{1.5}$S$_2$的中子散射和输运测量，该化合物与广泛研究的$A_{0.8}$Fe$_{y}$Se$_2 (A=$ K, Rb, Cs, Tl/K)超导体系具有相同的结构和电子数。电阻率和直流磁化率测量均显示在$T=275$ K处存在磁相变。中子衍射研究表明，275 K相变源于一个具有菱形铁空位有序的相，该相在275 K以下表现出面内条纹反铁磁有序。此外，与菱形相介观交错存在的是一个具有$\sqrt{5}\times\sqrt{5}$铁空位有序的普遍相。该相在$T_N=425$ K处有磁相变，在$T_{S}=600$ K处有铁空位有序-无序相变。这两个不同的结构相与同晶型Se材料中观察到的非常相似。基于半导体Rb$_{0.8}$Fe$_{1.5}$S$_2$和K$_{0.81}$Fe$_{1.58}$Se$_2$在面内反铁磁结构、磁矩大小和有序温度上的高度相似性，我们认为面内反铁磁有序源于局域矩之间的强耦合。先前在$A_{0.8}$Fe$_{y}$Se$_{2-z}$S$_z$体系中观察到的超导电性在Rb$_{0.8}$Fe$_{1.5}$S$_2$中不存在，其基态为半导体。本文讨论了这些材料中条纹/块状反铁磁性与超导电性之间的隐含关系以及进一步研究的策略。