Band Structure Modification Due to the Spin-orbit Coupling in the Three-orbital Model for Iron Pnictides

Abstract

We study the effect of the spin-orbit coupling on the band structure and the Fermi surface of the three- orbital model within the two-iron Brillouin zone. Due to the presence of two irons in the crystallographi- cally correct unit cell, the spin-orbit coupling can be divided into the intra- and intercell parts with respect to the one-iron unit cell. We show that the intercell part produces the reconstruction of the Fermi surface in the form of the pronounced splitting between the previously degenerate electron ( ; )-pockets along the (0; ) ����� ( ; ) direction. Intracell part shifts the bands around (0; 0) point and removes degeneracy there. There are also some other band shifts but they should not affect the low-energy physics because they occur at energy scales of about 1 eV below the Fermi level.

Исследовано влияние спин-орбитального взаимодействия на зонную сруктуру и поверхность Ферми трехорбитальной модели в зоне Бриллюэна двух атомов железа на ячейку. Из-за присутствия двух атомов железа в кристаллографической элементарной ячейке спин-орбитальное взаимодействие можно разделить на внутри- и межъячеечную части по отношению к элементарной ячейке решетки железа. Показано, что межъячеечная часть приводит к реконструкции поверхности Ферми в виде выраженного расщепления между ранее вырожденными электронны- ми карманами в точке ( ; ) вдоль направления (0; )����( ; ). Внутриячеечная часть приводит к сдвигу зон вблизи точки (0; 0) и снимает там вырождение. Также имеют место другие сдвиги зон, но они не должны влиять на низкоэнергетическую физику, поскольку возникают на энергиях порядка 1 eV ниже уровня Ферми