超导薄膜FeSe和FeS0.5 Se0.5的磁性与电子特性的研究

摘要

cqvip:作为磁性超导体系的重要组成部分,新型铁基超导薄膜FeSe已经成为凝聚态物理研究的热点。本工作基于密度泛函理论的第一性原理,研究了FeSe以及S原子替位掺杂FeS0.5Se0.5超导薄膜的磁性结构、磁矩、能带和电子特性。研究发现,FeSe和FeS0.5Se0.5的基态结构均为条形反铁磁性,且在布里渊区中心Γ点和边界M点的费米面上都分别出现了3个空穴型能带和2个电子型能带,两者的费米能级都主要由Fe-3d电子以及As-4p(S-3p)电子构成,并且费米面处的Fe-3d电子态密度几乎与总能态密度相等,说明体系的超导电性主要来源于平面层内的Fe离子。然而,与纯的FeSe相比,FeS0.5Se0.5薄膜费米面上电子-空穴口袋的嵌套减弱,Fe离子磁矩减小,体系的反铁磁性减弱,表明S离子的掺杂有利于增强体系的超导电性。