Orbital-dependent charge dynamics in MnP revealed by optical study.
Orbital-dependent charge dynamics in MnP revealed by optical study.
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光学研究揭示了 MnP 中轨道相关的电荷动力学
DOI：
10.1038/s41598-017-14648-7
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发表时间：
2017-10-27
影响因子：
4.6
通讯作者：
Luo JL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zheng P;Xu YJ;Wu W;Xu G;Lv JL;Lin FK;Wang P;Yang YF;Luo JL
非常规超导性往往出现在长程磁序的边界。了解低能电荷动力学可以提供超导形成的关键信息。在这里，我们报告的非偏振/偏振的光学电导率在环境压力下的高品质的MnP单晶的研究。我们的数据揭示了两种类型的电荷载流子具有非常不同的寿命。结合第一性原理计算，我们发现，短寿命的载流子具有平坦的费米面，在螺旋磁相中变得有间隙，导致低频光谱的急剧变化，而长寿命的载流子是各向异性的三维的，几乎不受磁跃迁的影响，并提供主要贡献的输运性质。这种依赖于轨道的电荷动力学起源于MnP的特殊晶体结构，并且可能对非常规的超导性及其在高压下与helimagnetism的相互作用产生影响。
Unconventional superconductivity often emerges at the border of long-range magnetic orders. Understanding the low-energy charge dynamics may provide crucial information on the formation of superconductivity. Here we report the unpolarized/polarized optical conductivity study of high quality MnP single crystals at ambient pressure. Our data reveal two types of charge carriers with very different lifetimes. In combination with the first-principles calculations, we show that the short-lifetime carriers have flat Fermi sheets which become gapped in the helimagnetic phase, causing a dramatic change in the low-frequency optical spectra, while the long-lifetime carriers are anisotropic three-dimensional like which are little affected by the magnetic transitions and provide major contributions to the transport properties. This orbital-dependent charge dynamics originates from the special crystal structure of MnP and may have an influence on the unconventional superconductivity and its interplay with helimagnetism at high pressures.
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