Doping dependence of magnetic excitations of 1D cuprates as probed by Resonant Inelastic x-ray Scattering
我们研究了动力学,动量依赖的两个和四个自旋响应函数在掺杂和未掺杂的一维铜氧化物,探测共振非弹性X射线散射,使用精确的数值对角化程序。在未掺杂的$t-J$系统中,四自旋响应在$π$处消失,而双自旋相关器在$π/2$附近达到峰值,通常具有较大的谱权重。掺杂后,光谱趋于软化和加宽,光谱权重向更高能量转移。然而,总的光谱权重和平均峰位置的任一响应仅微弱的影响,掺杂浓度高达1/8。只有在$π$的双自旋响应强烈的变化,与一个大的减少的光谱权重和增强的激发能。在其他动量的高能量,通用功能的磁响应是强大的对掺杂。它表明存在强的短程反铁磁关联,即使在掺杂移动空穴到系统中。我们期望这在更高维度中也成立。
2011-04-29 cond-mat.str-el
New light on magnetic excitations: indirect resonant inelastic X-ray scattering on magnons
最近的实验表明,间接共振非弹性X射线散射(RIXS)是一种新的自旋动力学探针。在这里,我推导出磁RIXS的横截面,并确定它测量的动量相关的四自旋关联函数。这些结果表明,这种技术提供的自旋动力学的信息是互补的,例如中子散射。计算了海森堡反铁磁体的RIXS谱。事实证明,只有涉及至少两个磁振子的散射过程才是允许的。其他的选择规则意味着对于特定的转移动量${\bf q}$,特别是对于${\bf q}=0$,散射强度消失。计算的光谱与实验数据符合得很好。
2007-01-22 cond-mat.str-el
High energy spin excitations in the quantum spin liquid candidate Zn-barlowite probed by resonant inelastic x-ray scattering
本研究利用共振非弹性X射线散射测量Zn-barlowite单晶,揭示其宽达约200 meV的磁连续谱,支持高能多spinon对激发。
2021-08-25 cond-mat.str-el
Elementary excitations probed by L-edge resonant inelastic x-ray scattering in systems with weak and intermediate electron correlations
本文发展了一种计算过渡金属化合物L边共振X射线散射(RIXS)谱的方法。利用多轨道紧束缚模型,在Keldysh方案的基础上,不依赖快碰撞近似,通过收集梯形图,导出了计算光谱的实用公式。它们在电荷和磁激发混合在一起的巡游电子系统的弱耦合和中等耦合区域中是可行的。我们研究了本公式和快速碰撞近似公式之间的差异。最后,为了说明我们的理论是如何工作的,我们使用的公式来研究一个简单的模型,单轨道哈伯德模型上的正方形晶格在半填充的RIXS光谱。在反铁磁基态中,磁振子和连续态的强度是同等的。
2013-07-01 cond-mat.str-el
Observing spin fractionalization in the Kitaev spin liquid via temperature evolution of indirect resonant inelastic x-ray scattering
出于正在进行的努力,以寻找高分辨率的签名的量子自旋液体,我们调查的间接共振非弹性X射线散射(RIXS)响应Kitaev蜂窝模型的温度依赖性。我们发现,作为自旋分馏的结果,RIXS响应定性地改变在两个分离的温度标度,$T_L$和$T_H$,这对应于两种分馏激发,$\mathbb{Z}_2$规范通量和Majorana费米子的特征能量,分别。虽然热激发的$\mathbb{Z}_2$规范通量在温度$T_L$导致一般的加宽和软化的响应,热扩散的马约拉纳费米子在温度$T_H \sim 10 \, T_L$的结果在一个显着的移动的光谱权重,无论是在能量和动量。由于其完全间接的性质,我们认为RIXS过程会产生普遍的磁响应,并且从实验的角度来看,它直接对应于Kitaev候选材料$α$中Ru $^{3+}$的$K$ -边缘-RuCl $_3$。
2019-06-26 cond-mat.str-el
Theory of electron-phonon interactions in extended correlated systems probed by resonant inelastic x-ray scattering
本文利用DMRG方法研究扩展一维Hubbard-Holstein模型的RIXS谱,揭示RIXS探测电子-声子相互作用的机制,为实验分析提供理论基础。
2024-12-17 cond-mat.str-el
Theory of indirect resonant inelastic X-ray scattering
我们表示的横截面间接共振非弹性X射线散射的内在动力学关联函数的系统,研究与这种技术。截面是电荷响应函数和动态纵向自旋密度关联函数的线性组合。这个结果是渐近精确的强和弱的本地核心空穴潜力。我们表明,可以改变相对电荷和自旋的贡献,非弹性光谱重量通过改变入射光子的能量。
2003-11-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
d-d Excitations in Bilayer Manganites Probed by Resonant Inelastic X-ray Scattering
本文报道了双层锰氧化物LaPDMATHABMM Sr $_{1+2x}$ Mn $_2$ O $_7$与$x = 0.36$和$0.5$的高分辨共振非弹性X射线散射研究。沿着晶体学$(110)$方向的能量损失$1\,\rm{eV} \leq ΔE \leq 15\,\rm{eV}$的动量依赖性已被详细测量,数据分析集中在能量损失区域$1\,\rm{eV} \leq ΔE \leq 5\,\rm{eV}$,其中包括位于$ΔE \approx 2\,\rm{eV}$的强峰。我们观察到一个明确的分散体高达$0.5\,\rm{eV}$在测量的$\textbf{q}$范围内,这是直接的证据,这种激励的非本地字符。此外,我们发现,在这个低能量区的强度强烈依赖于约化波矢量$\textbf{q} = (h, h, 0)$,$h = 0.1 - 0.5$,和温度,即不同的有序相。结果可以解释通过一个intersite $d-d$电荷转移激发,提出了伪立方锰氧化物,其中的跳跃率强烈增加(减少)相邻的面内Mn离子的核心自旋铁磁(反铁磁)对齐。
2010-07-14 cond-mat.str-el
Theoretical study of the spin and charge dynamics of two-leg ladders as probed by resonant inelastic x-ray scattering
共振非弹性X射线散射(RIXS)已成为研究相关材料中元激发的重要工具。在这里,我们提出了一个系统的理论研究的铜L-边缘RIXS光谱的未掺杂和掺杂的铜氧化物两个腿自旋梯在非自旋守恒(NSC)和自旋守恒(SC)的渠道。光谱是丰富的和主机许多外来的激发。在非掺杂的情况下,我们确定了一个三重子和绑定$\textit{triplet}$两个三重子激发强横档耦合限制,以及限制自旋弱横档耦合限制。在掺杂的情况下,我们观察到一个准粒子激发形成的束缚电荷和自旋$\frac{1}{2}$在强横档耦合限制。在SC-通道中,我们还确定了几个新的功能,包括绑定$\textit{singlet}$两个三重子激发和限制自旋在未掺杂的梯子在强和弱横档耦合限制,分别。相反,在掺杂的情况下,SC通道主要探测无隙和有隙电荷激发。最后,我们重新审视了现有的数据为梯形化合物Sr $_{14}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$在我们的研究结果的背景下。
2019-04-01 cond-mat.str-el
Charge-transfer exciton in La2CuO4 probed with resonant inelastic x-ray scattering
本文报道了La_2CuO_4的高分辨共振非弹性X射线散射研究。一些光谱特征被确定为在早期的低分辨率数据中不清楚可见。详细测量了最低能量激发在绝缘带隙中的光谱权重和色散随动量的变化关系。还研究了光谱特征的温度依赖性。所观察到的电荷转移边移,以及低色散的第一电荷转移激发归因于晶格运动耦合到电子系统。此外,我们观察到在1.8 eV,这是与d-d晶场激发色散的功能。
2007-09-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
f-electron charge densities probed using core level non-resonant inelastic x-ray scattering
强关联材料的特征在于其电子结构中存在电子-电子相互作用。它们通常具有显着的性质和在电子和磁性顺序非常不同的竞争相之间的过渡。本论文主要研究了含Ce、Sm和U的强关联$f$电子化合物。这些材料表现出所谓的重费米子或近藤晶格行为。它们可以由于杂化效应(近藤绝缘体)而变得绝缘或发展多极(隐藏)秩序。近藤绝缘体最近在强相关拓扑绝缘体的背景下进行了讨论。这一新的方面在近藤绝缘体领域引起了巨大的活动,无论是理论上还是实验上。多极有序以及近藤绝缘态的形成强烈依赖于所涉及的$f$态的对称性。此外,拓扑绝缘体的表面态的性质还取决于体态的性质。因此,本论文的范围一直是揭示散装$f$状态的基本对称性。在这里,化合物CeB $_6$,UO $_2$,和URu $_2$ Si $_2$,它们表现出多极有序,以及近藤绝缘体(半金属)SmB $_6$和CeRu $_4$ Sn $_6$进行了研究。
2019-11-15 cond-mat.str-el
Nematic correlation length in iron-based superconductors probed by inelastic x-ray scattering
向列性普遍存在于高$T_c$超导体的电子相中,特别是在Fe基体系中。我们使用非弹性X射线散射提取的温度依赖的温度相关长度$ξ$从FeSe,欠掺杂Ba(Fe $_{0.97}$ Co $_{0.03}$)$_2$作为$_2$和最佳掺杂Ba(Fe $_{0.94}$ Co $_{0.06}$)$_2$作为$_2$的声学声子模式的异常软化。在所有情况下,我们发现,$ξ$是很好地描述了一个幂律$(T-T_0)^{-1/2}$在很宽的温度范围内延伸。我们将这种平均场行为和扩展的波动机制归因于相当大的线弹性耦合,这可能对超导电性有害。
2020-05-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dispersive Magnetic and Electronic Excitations in Iridate Perovskites Probed with Oxygen $K$-Edge Resonant Inelastic X-ray Scattering
共振非弹性X射线散射(RIXS)实验在铱酸钙钛矿{ \SIOS }和{ \SION }上的氧- $K$边缘处进行,揭示了在高达$\sim 0.8$ eV的能量范围内的一系列定义良好的色散模式。这些模式的动量依赖性及其与实验几何形状的变化使我们能够将它们中的每一个分配给特定的集体磁和/或电子激发过程,包括单和双磁振子,自旋轨道和电子空穴激子。因此,我们证明,分散的磁性和电子激发是可观察到的$K$边缘的存在下,在$5d$壳层的铱和Ir $5d$和O $2p$轨道之间的强杂化的自旋-轨道耦合,这证实和扩展的理论预期。更一般地说,我们的研究结果建立了$K$边缘RIXS的效用,用于研究在一系列$5d$材料中的集体激发,这些材料由于其新颖的磁性和电子性质而引起越来越多的关注。特别是O- $K$边缘的强RIXS响应为研究薄膜和由这些材料制成的异质结构中的集体激发提供了机会。
2017-12-19 cond-mat.str-el
5d-5f Electric-multipole Transitions in Uranium Dioxide Probed by Non-resonant Inelastic X-ray Scattering
用非共振非弹性X射线散射(NIXS)方法研究了二氧化铀O(4,5)吸收边的5d-5 f电子跃迁。对于散射矢量q的小值,光谱主要由偶极允许的转换封装在巨共振,而对于较高的q值的秩3和5的多极转换产生强大的和良好定义的多重态结构的前边缘区域。在多电子原子光谱计算的基础上解释了所观察到的非偶极多重态结构的起源。所获得的结果表明,高潜力的NIXS作为一种体敏感的技术,用于锕系元素材料的电子性质的表征。
2010-02-01 cond-mat.str-el physics.atom-ph
Singlet ground state probed by crystal field inelastic neutron spectroscopy on the antiferroquadrupolar system TmGa_{3}
TmGa $_{3}$(AuCu $_3$结构)经历了两个相变,即在$\sim$ 4.29 K的反铁四极相变和在$\sim$ 4.26 K的长程反铁磁有序化.由于两个相变的紧密邻近,TmGa $_3$提供了一个有趣的系统来研究电荷和磁自由度的相互作用。为了理解这种相互作用,我们进行了非弹性中子散射实验TmGa $_{3}$在顺磁制度($T >$ 5 K),以重新确定晶体电场水平计划。通过拟合不同温度下的光谱,我们获得了新的晶场能级方案,其中Lea、Leask和Wolf参数为$x_{\rm LLW}$ = -0.44(2)和$W$ = -0.222(2)K。在5 K的总晶场分裂金额为$\sim$ 2.3 meV,约一个数量级小于以前发现的,但在良好的协议与分裂外推从相关的ErGa $_3$系统。我们的分析产生了一个$Γ_{2}$的单作为晶体场基态紧接着由一个(正)$Γ_{1}$单在0.009 meV。下一个激发态是在$\sim$ 0.5 meV的$Γ_{5}^{(2)}$三重态,其几乎简并为$Γ_{4}$二重态。这一水平方案与以前的研究结果相反。随后分析的磁化沿几个结晶方向和温度依赖的磁化率以及磁贡献的比热是符合我们的新的晶场参数。反铁四极和反铁磁过渡的影响进行了讨论。
2007-09-26 cond-mat.str-el
Collective nature of spin excitations in superconducting cuprates probed by resonant inelastic x-ray scattering
利用共振非弹性X射线散射(RIXS)技术,研究了高温超导体YBa_2Cu_3 O_(6 +x)在宽掺杂范围(0.1 < x < 1)内的色散自旋激发。当入射光子能量从共振条件失谐时,仔细监测激发分布,发现自旋激发能对所有x都与失谐无关。这些发现表明,掺杂铜氧化物中自旋翻转RIXS分布的最大部分来自磁集体模式,而不是最近理论上提出的非相干粒子-空穴激发[Benjamin等人,Phys. Rev. Lett. 112,247002(2014)]。在铜酸盐的电子系统的理论描述的影响进行了讨论。
2015-02-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnon-phonon coupling effects on the indirect K-edge resonant inelastic X-ray scattering spectrum of a 2D Heisenberg antiferromagnet
计算了磁振子-声子耦合对正方晶格海森堡反铁磁体间接K边双磁振子共振非弹性X射线散射强度谱的影响。我们分析了竞争最近和下一个最近的磁和磁振子-声子耦合相互作用的RIXS谱的影响,反铁磁(AF)和共线反铁磁(CAF)相的模型。利用自旋算符的Dyson-Maleev表示,双磁振子相互作用通道的Bethe-Salpeter阶梯近似,并考虑最低阶磁振子-声子-磁振子散射相互作用,我们突出了X射线谱的明显特征.考虑到阻尼效应,由于声子的存在而产生的,我们发现,在AF阶段的RIXS强度谱达到最大值,主要集中在K $\left(\pm\fracπ{2}, \pm \fracπ{2}\right)$ -点周围。对于CAF相,强度广泛分布,具有位于Y $\left(\pm\fracπ{2}, 0\right)$点周围的显著散射强度。此外,在CAF阶段,对于合适的各向异性,最近的,和次近邻相互作用参数的声子效应可以表现为一个独特的峰下面和上面的双磁振子峰。这样的特征与反铁磁谱形成对比,在反铁磁谱中,由于声子峰的作用始终位于谱的高能量端的双磁振子峰之外。此外,在CAF阶段,我们发现RIXS双磁声子谱是更敏感的各向异性相比,它的反铁磁对应。我们的结论是,在间接K边RIXS谱的磁振子声子效应的最终效果,在反铁磁和共线反铁磁相,是一个可观察到的效果。
2017-11-01 cond-mat.str-el
Electromagnon dispersion probed by inelastic x-ray scattering
具有meV能量分辨率的非弹性X射线散射(IXS)是测量固体和液体中集体激发的理想工具。在非共振散射条件下,截面强烈地受晶格振动(声子)支配。然而,它是可能的,以探测额外的自由度,如强烈耦合到声子的磁波动。耦合系统的IXS谱将不仅包含声子色散(多数分量),而且包含迄今未检测到的磁关联函数(少数分量)。在这里,我们报告的发现强磁振子声子耦合LiCrO $_2$,使整个布里渊区通过IXS测量磁相关。在LiCrO $_2$的磁有序相中发现了电磁振子激发和电偶极活性双磁振子激发,在顺磁相中发现了顺磁磁振子。我们预测,许多组(受挫)磁铁占主导地位的直接交换和非共线磁性显示出同样强的耦合和令人惊讶的大和可测量的IXS截面的磁振子和多磁振子过程。
2016-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical Response of Correlated Electrons in Solids Probed by Inelastic Scattering Experiments: An Ab Initio Theoretical Perspective
我们目前的从头算理论研究的相关电子在金属(铝,钾,锂)的激发光谱和它们的相互作用与非弹性散射实验的结果。我们解决各种异常的数据中,这最初被视为强动态电子相关的签名,我们表明,相反,异常是由于带结构效应。在我们的密度响应计算的基础理论框架是含时的密度泛函理论,与此计划,我们讨论的K等离子体的寿命,和Al的动力学结构因子。从一个自洽的解决方案的Dyson方程在GW近似的电子自能,我们讨论了在Li的电子动量密度。我们的研究结果和方法指出了一种新的方式来思考在实际材料中的电子激发。未来的主要挑战是正确处理能带结构的真实表示的动力学相关性。
1999-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrashort Lifetime Expansion for Indirect Resonant Inelastic X-ray Scattering
在间接共振非弹性X射线散射(RIXS)中,利用具有超短寿命的芯孔产生中间态。因此,芯-空穴势在价电子上充当飞秒脉冲。我们表明,这一事实可以利用整合出的中间状态的散射截面的表达式。由此我们得到了只包含初始和最终散射态的有效散射截面。我们详细推导出的有效截面原来是一个共振散射因子倍的电荷响应函数$S({\bf q},ω)$和动态纵向自旋密度关联函数的线性组合。这个结果是渐近精确的强和弱的本地核心空穴势和超短寿命。共振散射前因子是弱的温度依赖性。我们还导出了总散射强度的求和规则,并将结果推广到多带系统。一个显著的结果是,可以通过改变入射光子能量来改变相对电荷和自旋对非弹性谱权重的贡献。
2006-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bimagnon dispersion of La2CuO4 probed by resonant inelastic X-ray scattering
本研究通过共振非弹性X射线散射和团簇精确对角化计算,研究莫特绝缘体La₂CuO₄的双磁振子激发,发现其沿Cu-O键方向色散近平坦,证实高阶自旋耦合对铜氧化物双磁振子动力学的重要性。
2025-10-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exact diagonalization results for resonant inelastic x-ray scattering spectra of one-dimensional Mott insulators
本文研究了半填充(扩展)哈伯德环中间接和直接共振非弹性X射线散射(RIXS)过程的动量相关激发谱。我们确定的基态RIXS响应的基本特征,并讨论了实验条件,可以允许这些功能的低能量部分被区分在一维氧化铜材料,特别是集中在不同的磁激发发生在间接和直接RIXS过程。我们研究了自旋和电荷激发对共振的选择和失谐的依赖性。此外,最终状态的激励权重计算作为一个功能的核心孔潜在的强度和寿命。我们表明,这些结果可以用来确定材料的特性,如芯孔性能,从RIXS测量。
2012-03-01 cond-mat.str-el
Indirect magnetic interaction mediated by spin dimer in Cu$_2$Fe$_2$Ge$_4$O$_{13}$
Cu $_2$ Fe $_2$ Ge $_4$ O $_{13}$是一种双组分化合物,由具有不同能量标度的Cu二聚体和Fe链组成。利用高能量分辨率的非弹性中子散射技术,我们观察到铜二聚体的间接铁-铁交换耦合。得到的有效间接相互作用和相关超交换相互作用的参数与半静态估计值一致。这种一致性表明,铜二聚体在间接磁相互作用中起着介电介质的作用。
2007-05-14 cond-mat.str-el
Uncovering selective excitations using the resonant profile of indirect inelastic x-ray scattering in correlated materials: Observing two-magnon scattering and relation to the dynamical structure factor
共振非弹性X射线散射(RIXS)是一种光谱技术,它已被广泛用于研究关联和其他凝聚态系统中的各种元激发。对于强相关材料,除了提升整体信号外,共振轮廓对入射光子能量的依赖性仍然没有完全理解。先前在连接间接RIXS中的努力,例如Cu K边,其中散射仅通过作为中间态产生的芯孔发生,其中电荷动力学结构因子S(q,ω)忽略了对中间态配置的复杂依赖性。为了解决这个问题,我们进行了一个精确的对角化研究的RIXS截面使用单带哈伯德模型,充分解决中间状态的贡献。我们的研究结果是相关的材料,如高Tc铜酸盐的间接RIXS。我们证明了当中间态的核-空穴势不存在屏蔽通道时,RIXS谱可以简化为S(q,ω)谱.我们还表明,两个磁振子激发突出的共振光子能量时,在相应的中间态的核心空穴势屏蔽不良。我们的研究结果表明,不同的元激发可以强调在不同的中间状态,这样,选择准确的入射能量是至关重要的,当试图捕捉一个特定的元激发。
2012-12-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probing Competing and Intertwined Orders with Resonant Inelastic x-ray Scattering in the Hole-Doped Cuprates
本文发展了一种研究巡游电子体系中间接共振非弹性X射线散射(RIXS)的形式,精确地解释了价电子与带正电荷的芯空穴之间的吸引作用,并将其应用于空穴掺杂的铜氧化物超导体.我们专注于RIXS线型和能带结构之间的关系,包括对称性破缺。我们表明,RIXS是能够区分竞争的序参量,建立它作为一个有用的探针的赝能隙相。
2014-07-14 cond-mat.str-el
Electronic structure of americium sesquioxide probed by resonant inelastic x-ray scattering
本文通过共振非弹性X射线散射实验与晶体场多重态计算,确定了氧化镅的基态为单重态Γ₁,并发现弱的Am 5f-O 2p杂化,5f占据数约6.05。
2023-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Effective Operator for $dd$ Transitions in Nonresonant Inelastic X-ray Scattering
Larson等人最近的实验证明了使用非共振非弹性X射线散射(IXS)测量局部$dd$激发的可行性。我们建立了一个一般的框架,解释在散射过程中创建的$dd$过渡表示在有效的单粒子运营商,遵循一个简单的选择规则。不同的运营商可以有选择地探测,通过利用他们的不同依赖的方向和大小的转移动量。我们使用的运营商来解释存在的节点方向和非共振IXS在特定的方向和平面。我们演示了如何非共振IXS可以用来提取有价值的基态信息的锰氧化物中的轨道激发。
2008-05-28 cond-mat.str-el
Influence of static Jahn-Teller distortion on the magnetic excitation spectrum of PrO2: A synchrotron x-ray and neutron inelastic scattering study
用同步辐射X射线衍射研究了PrO_2的Jahn-Teller畸变相的晶体结构。氧亚晶格的扭曲,这是以前的模糊,被证明是一个手性结构,其中相邻的氧链具有相反的手性。还报道了用中子非弹性散射探测的磁激发谱随温度变化的研究。晶体场跃迁的能量和相对强度的变化提供了对静态和动态Jahn-Teller效应之间相互作用的深入了解。
2007-10-29 cond-mat.str-el
Spin dynamics in NaFeAs and NaFe$_{0.53}$Cu$_{0.47}$As probed by resonant inelastic X-ray scattering
铁基超导体的母体化合物是磁有序的坏金属,其超导电性出现在推定的磁量子临界点附近。哈伯德排斥和洪德耦合的存在导致了这些多轨道系统中丰富的物理学,并激发了对巡游电子或局部自旋的磁性描述。NaFe $_{1-x}$ Cu $_x$ As系列由磁有序坏金属($x=0$)、超导($x\approx0.02$)和磁有序导电/绝缘($x\approx0.5$)相组成,为研究超导性、磁性和电子关联之间的联系提供了平台。本文利用X射线吸收光谱和共振非弹性X射线散射研究了两种NaFe $_{1-x}$ Cu $_x$ As化合物($x=0$和0.47)中Fe的价态和自旋动力学。我们发现,在这两种化合物的磁性来自铁$^{2+}$原子,并表现出欠阻尼色散自旋波在各自的有序状态。自旋激发在NaFe $_{0.53}$ Cu $_{0.47}$ As中的分散与准一维一致。与NaFeAs相比,NaFe $_{0.53}$ Cu $_{0.47}$ As中的自旋波的带顶略微软化,具有显著更多的自旋激发的光谱权重。结果表明,NaFe $_{0.53}$ Cu $_{0.47}$ As中的自旋动力学是由局域磁矩引起的,表明铁基超导体接近于具有局域铁磁矩的相关绝缘态.
2021-01-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge response function probed by resonant inelastic x-ray scattering: the signature of electronic gaps of YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$
本文提出从欠掺杂YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$的Cu L$_3$边RIXS谱温度依赖性中提取电荷动力学磁化率信息,通过低能玻色激发连续谱偏离统计温度依赖性的行为识别超导能隙和赝能隙,为系统研究铜氧化物赝能隙本质提供了不受表面敏感限制的新方法。
2024-06-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-Orbit-Induced Orbital Excitations in Sr2RuO4 and Ca2RuO4: A Resonant Inelastic X-ray Scattering Study
利用高分辨率的氧K边共振非弹性X射线散射(RIXS)研究了Ca_2 RuO_4和Sr_2 RuO_4的轨道激发。结合线性二色性X射线吸收光谱,钌4d-轨道占领和激发探测通过它们与氧的p-轨道的杂化。这些结果是在考虑晶场分裂和自旋轨道耦合λ_{so}=200~meV的极小模型内描述的。讨论了自旋-轨道相互作用对电子结构的影响以及对(Ca,Sr)_2RuO_4的Mott和超导基态的意义。
2015-04-07 cond-mat.str-el
Magnetic spectrum of the two-dimensional antiferromagnet La2CoO4 studied by inelastic neutron scattering
我们报告测量的层状反铁磁体La 2CoO 4的磁激发光谱的飞行时间中子非弹性散射。在我们的实验中探测的能量范围内(0-250 meV)的磁谱由自旋波模式与强大的面内色散延伸到60 meV,和一个几乎无色散峰在190 meV。自旋波模式沿磁区边界表现出小的(~1 meV)色散。我们表明,磁谱可以很好地描述由海森堡反铁磁体,包括完整的自旋和轨道自由度的Co 2+在轴向扭曲的晶体场的模型。集体磁动力学被发现控制占主导地位的最近邻交换相互作用,强XY样单离子各向异性和大量的未淬灭的轨道角动量。
2010-11-25 cond-mat.str-el
Ultrafast control of spin-orbital separation probed with time-resolved RIXS
准一维系统表现出在高维中难以实现的多体效应。一个最好的例子是自旋轨道分离,它已经通过共振非弹性X射线散射(RIXS)在Sr $_2$ CuO $_3$中测量。本文从理论上分析了含时电场作用下Sr $_2$ CuO $_3$的时间分辨RIXS谱。我们表明,外场可以可逆地修改参数的有效$t-J$模型用于描述自旋和轨道动力学的材料。对于强的驱动振幅,我们发现,光谱的性质的变化,作为一个结果,扭转相对自旋轨道速度。分析表明,莫特绝缘体中的自旋轨道动力学与时间分辨RIXS相结合,为研究强激光场作用下固体中多体物理的可逆控制提供了一个合适的平台.
2022-09-30 cond-mat.str-el
Comparison of Resonant Inelastic X-Ray Scattering Spectra and Dielectric Loss Functions in Copper Oxides
我们报告的经验比较铜K-边缘间接共振非弹性X射线散射(RIXS)光谱,在布里渊区中心,与光学介电损耗函数测量的铜氧化物的数量。获得了Bi $_2$ CuO $_2$、CuGeO $_3$、Sr $_2$ Cu $_3$ O $_4$ Cl $_2$、La $_2$ CuO $_4$和Sr $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$的RIXS数据,并通过考虑入射和散射光子共振进行了分析。然后提取与入射能量无关的响应函数。的介电损耗函数,测量光谱椭圆偏振法,同意与此RIXS响应,特别是在Bi $_2$ CuO $_4$和CuGeO $_3$。
2008-11-09 cond-mat.str-el
Femtosecond dynamics of magnetic excitations from resonant inelastic x-ray scattering in CaCu2O3
以量子反铁磁体CaCu 2 O3中的自旋子激发为例,证明了利用直接共振非弹性X射线散射(RIXS)可以探测磁激发的飞秒动力学.为此,我们隔离的单和双自旋翻转激发实验RIXS光谱的贡献,确定导致它们的物理机制,并确定各自的时间尺度。通过理论和实验的比较,我们发现双自旋翻转需要有限的时间来产生,使得它们对芯-空穴寿命敏感,而单自旋翻转是一个非常好的近似独立于它。这表明,RIXS可以授予访问时间-域动力学的激发,并说明了如何RIXS实验可以区分相关电子系统中的激发,基于它们的不同时间依赖性
2013-07-31 cond-mat.str-el
Signatures of indirect K-edge resonant inelastic x-ray scattering on magnetic excitations in triangular lattice antiferromagnet
计算了三角晶格反铁磁体在有序共面3-子晶格120度磁态下的K边间接共振非弹性X射线散射谱。通过考虑自旋波谱的一阶自$-$能量修正、磁振子衰变率、阶梯近似Bethe-Salpeter方案中的双磁振子相互作用以及三磁振子贡献的影响,我们发现RIXS谱受到了不小的影响。对于纯各向同性三角晶格模型,峰分裂机制和多峰RIXS结构的出现主要取决于磁振子模式的阻尼。在对应于带心Γ点的散射波矢处和磁振子衰减率为零的旋转点q=M处,形成稳定的单峰。在$Γ$点,贡献是1/S能级的纯三磁振子,并且大约发生在6 JS的三磁振子能量处。共振峰出现在4JS的较低能量处。在旋子动量处的K边单峰RIXS谱可以用作检测旋子激发存在的实验特征。三角晶格K边RIXS谱的一个独特特征是在区域中心$Γ$点和反铁磁波矢K点处的RIXS强度都不为零。这一结果与正方形晶格上共线磁相的K边缘RIXS强度消失形成鲜明对比。我们发现,包括XXZ各向异性导致额外的峰分裂,包括在roton散射波矢量的单峰不稳定的两峰结构。观察到的分裂与我们早期的理论预测一致,即空间各向异性对受抑量子磁体的RIXS光谱的影响[Luo,Datta和Yao,Phys.Rev.B89,165103(2014)]。
2015-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of single spin inelastic tunneling spectroscopy
最近的工作表明,非弹性电子扫描隧道显微镜(STM)探测薄绝缘层中单个和少数磁性原子的基元自旋激发。在这里,我表明,这种新类型的光谱描述使用现象学自旋辅助隧穿哈密顿。在这种形式中,非弹性$dI/dV$线形与被探测磁性原子的自旋谱权重有关。这解释了实验中观察到的自旋选择规则。该理论与现有的STM实验,以及单一的Fe和Mn原子,以及线性链的几个Mn原子。在非弹性$dI/dV$和显着的奇-偶$N$效应的磁各向异性占的理论。
2009-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic Structure and Magnetic Properties of Half-metallic Ferrimagnet Mn$_{2}$VAl Probed by Soft X-ray Spectroscopies
用软X射线吸收谱(XAS)、X射线吸收磁圆二色性(XMCD)和共振软X射线非弹性散射(RIXS)研究了亚铁磁Mn_2VAl单晶的电子结构。我们已经成功地观察到所有组成元素的XMCD信号,支持费米能级的自旋极化态。用密度泛函理论(DFT)模拟了Mn的$L_{2,3}$ XAS和XMCD谱,表明Mn的3d态具有巡游性质.另一方面,由于离子模型可以定性地解释V $L_{2,3}$ XAS和XMCD谱以及由V $L_3$ RIXS揭示的局部dd激发,因此V $3d$电子是相当局部化的。
2017-06-18 cond-mat.str-el
Computing Resonant Inelastic X-Ray Scattering Spectra Using The Density Matrix Renormalization Group Method
提出了一种用密度矩阵重整化群(DMRG)方法计算一维系统共振非弹性X射线散射(RIXS)谱的方法。通过使用DMRG来解决这个问题,我们将计算瓶颈从与精确对角化(ED)计算相关的内存需求转移到与DMRG算法相关的计算时间。然后,这种方法被用来获得RIXS光谱的集群大小远远超出国家的最先进的ED技术。使用这个新的程序,我们计算的低能量磁激发观察到的Cu $L$ -边缘RIXS的挑战性的角共享CuO $_4$链,无论是大的多轨道集群和向下折叠的$t$ - $J$链。我们能够直接比较从两个模型中定义的集群具有相同的动量分辨率获得的结果。在强耦合极限下,我们发现,向下折叠的$t$ - $J$模型捕获的RIXS探测的磁激发后,考虑到均匀的光谱标度的功能。
2018-03-29 cond-mat.str-el
Spin and orbital dynamics through the metal-to-insulator transition in Cd$_2$Os$_2$O$_7$ probed with high-resolution RIXS
高分辨率共振非弹性X射线散射(RIXS)测量($Δ$ E = 46 meV)已通过金属-绝缘体转变(MIT)在Cd $_2$ Os $_2$ O $_7$上进行。在125毫电子伏的磁激发不断演变通过麻省理工学院,在最近的拉曼散射结果一致,并提供了一个全进,全出磁基态的进一步确认。该特征的不对称性可能是电子自由度和磁自由度之间耦合的结果。我们还观察到一个广泛的连续带间激发中心在0.3 eV的能量损失。这表明Os 5 $d$和O 2 $p$状态之间存在显著的混合,以及系统的并发巡回性质。反过来,这表明Cd $_2$ O $_2$ O $_7$的自由离子模型可能被打破。
2020-01-13 cond-mat.str-el
Fingerprints of collective magnetic excitations in inelastic electron tunneling spectroscopy
针对大体系磁激发难以由微分电导离散台阶表征的问题,本文提出利用二阶微分电导测量局域自旋态密度,并在Heisenberg链中给出零频模式探测方法。
2025-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Cu $K$-edge Resonant Inelastic X-Ray Scattering in Edge-Sharing Cuprates
我们目前的计算共振非弹性X射线散射(RIXS)在边缘共享的氧化铜系统,如CuGeO $_{3}$和Li $_{2}$ CuO $_{2}$,适合硬X射线散射的光激发电子位于以上的氧2 p和铜3d轨道能量。我们进行精确的对角化的多带哈伯德和确定的能量,轨道特性和共振配置文件的激发,可以通过RIXS探测。在2-7 eV光子能量损失范围内,我们发现Li $_{2}$ CuO $_{2}$和CuGeO $_{3}$与最近的结果非常一致。
2007-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic excitations in the quasi-2D ferromagnet Fe3-xGeTe2 measured with inelastic neutron scattering
Fe_(3-x)GeTe_2是一种由范德华键弱连接的二维层状结构组成的巡游铁磁体,表现出许多有趣的现象。非弹性中子散射测量大块单晶的Fe 2.75GeTe 2进行量化的磁交换相互作用能和各向异性。所观察到的非弹性激发是占主导地位的平面内的相关性,可以忽略不计的层之间的磁相互作用的指示。观察到的自旋间隙为3.9毫电子伏允许测量的磁各向异性。随着激发分散到它们的最大能量(~65 meV),它们变得高度阻尼,反映了在一个Fe子晶格上的25{\%}的磁性位置占据减少和巡回相互作用。采用极小模型描述激发光谱,提取最近邻磁交换相互作用值。激发的温度演化的探测和相关性持续高于Tc,指示低维磁性。
2018-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamics of a two-dimensional quantum spin-orbital liquid: spectroscopic signatures of fermionic magnons
本文精确研究了SU(2)对称Kitaev蜂窝格子模型中量子自旋轨道液相的动力学关联。我们证明了这种Kugel-Khomskii型模型中的自旋动力学正是S=1的费米子磁振子的密度-密度关联函数,这可以在共振非弹性X射线散射实验中得到证实.我们预测的非弹性散射实验中的自旋轨道分馏的特征签名,并比较它们的自旋各向异性Kitaev蜂窝自旋液体。特别是,共振非弹性X射线散射响应显示出与费米子激发的色散直接相关的特征动量依赖性。中子散射截面显示了费米磁振子和自旋轨道激发的混合响应。后者具有宽的激发带宽和比自旋1/2 Kitaev模型大三倍的Vison带隙。
2020-08-06 cond-mat.str-el
Metrology of Band Topology via Resonant Inelastic X-ray Scattering
拓扑是能带绝缘体分类和纠缠多体量子态表征的核心概念。在某些情况下,它表现为量子化的可观测量,如量子霍尔电导。然而,作为一个固有的全局属性依赖于整个系统,它的直接测量仍然是难以捉摸的本地实验探针在许多情况下。在这里,我们证明了各种拓扑带指数可以直接探测共振非弹性X射线散射。具体来说,我们表明,晶体对称性特征值在高对称性的动量点,这决定了带的拓扑结构,导致不同的散射强度为特定的动量和能量。我们的方法可以明确地证明在几个例子中,如一维Su-Schrieffer-Heeger链,二维四极绝缘体,三维拓扑带绝缘体,和手性铰链绝缘体。我们的结果建立了一个尖锐的体探针测量能带拓扑结构。
2022-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin correlations among the charge carriers in an ordered stripe phase
用中子非弹性散射探测了La_(5/3)Sr_(1/3)NiO_4的低能磁激发谱,发现了一个弥散分量。漫散射形成具有平行于和垂直于条纹方向的边的正方形图案。信号是分散的,最大能量为~10 meV。在2 meV下探测,散射强度随温度的升高而降低,在100 K下几乎不可见。我们认为,信号起源于动态的,准一维的,条纹电子之间的反铁磁关联。
2003-10-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonant inelastic x-ray scattering spectra of spinon, doublon, and quarton excitations of a spin-$\frac{1}{2}$ antiferromagnetic Heisenberg trimer chain
本研究结合DMRG数值方法与微扰理论,分析自旋-1/2反铁磁海森堡三聚体链的RIXS谱,明确了单/双粒子激发对应关系及L、K边激发机制,验证了实验探测可行性。
2025-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure investigation of CeB6 by means of soft X-ray scattering
用共振非弹性软X射线散射方法研究了重费米子化合物CeB6的电子结构。局域4f轨道和离域的价带态之间的杂交研究,通过确定不同的非弹性拉曼散射和正常的荧光光谱的贡献。在3D和4D阈值下的弹性峰值以下观察到明显的能量损失结构。的起源和字符的非弹性散射结构的电荷转移激发与偶极允许跃迁与4f字符进行了讨论。计算内的单杂质的安德森模型与充分的多重态效应被发现产生一致的光谱函数的实验数据。
2012-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nuclear magnetic resonance and nuclear spin relaxation in AlAs quantum well probed by ESR
在$[001]$ -方向生长的非对称掺杂到$n\sim1.8\times10^{11}$ cm $^{-2}$ 16 nm的AlAs量子阱中进行了核磁共振和核自旋-晶格弛豫的研究。由于超精细相互作用,核自旋的动态极化导致了二维传导电子自旋共振的所谓Overhauser位移。实验中实现的最大位移比GaAs基异质结构小几个数量级,表明超精细相互作用很弱。从Overhauser位移随时间的衰减中提取的核自旋-晶格弛豫时间依赖于二维电子系统的填充因子。这一观察结果表明,核自旋-晶格弛豫主要是由于电子和核自旋之间的相互作用。当对样品施加一定频率的RF辐射时,Overhauser位移共振地减小。这种效应作为一种间接的,但强大的方法,核磁共振检测:NMR四极分裂的$^{75}$作为核清楚地解决。理论计算很好地描述了这些实验结果。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inelastic electron tunneling through adatoms and molecular nanomagnets
Institute of Physics (FZU), Czech Academy of Sciences(捷克科学院物理研究所)
本文通过簇Hubbard模型研究了非弹性电子隧道光谱中磁性纳米系统中电子与磁性中心的相互作用,揭示了不同磁性机制下的选择规则及其对光谱特征的影响。
2025-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Torque equilibrium spin wave theory study of anisotropy and Dzyaloshinskii-Moriya interaction effects on the indirect K$-$ edge RIXS spectrum of a triangular lattice antiferromagnet
本文应用转矩平衡自旋波理论(TESWT)计算了具有Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用的各向异性三角晶格反铁磁体的$1/S$阶相互作用$K$ -边双磁振子共振非弹性X射线散射(RIXS)谱。我们扩展了相互作用的扭矩平衡形式主义,将DM相互作用的影响,适当地占零点量子涨落,表现为出现自旋Casimir效应在非共线自旋螺旋状态。利用Cs $_2$ CuCl $_4$的非弹性中子散射数据,拟合了1/S修正的TESWT色散,提取了交换和DM相互作用参数。我们使用这些新的拟合系数以及其他相关的模型参数来研究,比较和对比空间各向异性和DM相互作用对磁布里渊区各个点的RIXS光谱的影响。我们突出的两个不等价的rotonlike点,$M(0,2 π/\sqrt{3})$和$M^{\prime}(π,π/\sqrt{3})$,其行为是完全不同的各向同性三角晶格系统的双和三磁振子RIXS光谱的关键功能。当在$M$点的旋子RIXS谱随着各向异性的增加而经历谱下移时,在$M^\prime$位置的峰在没有任何移位的情况下失去其谱强度。随着DM相互作用的加入,螺旋相更加稳定,并且在$M$和$M^\prime$点处的峰都表现出光谱上移。我们的计算提供了一个实际的例子,如何计算相互作用RIXS光谱在非共线量子磁体使用TESWT。我们的研究结果提供了一个机会,实验测试的预测相互作用TESWT…
2020-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multigap Superconductivity in the Filled-Skutterudite Compound LaRu$_4$As$_{12}$ probed by muon spin rotation
利用μ子自旋旋转($μ$ SR)和非弹性X射线散射(IXS)研究了填充方钴矿化合物LaRu $_{4}$ As $_{12}$的超导性质.双间隙各向同性($s+s$)波模型可以解释超流密度的温度依赖性。零场$μ$ SR测量证实了时间反演对称性在进入超导态时不会破坏。在2,20和300 K的晶格动力学的测量揭示了声子模式的温度依赖性,不遵循严格的硬化的声子频率冷却后,预期在准谐波图片。20~K的数据是大多数声子频率的转折点。从上往下看,在接近20 K时确实观察到了硬化现象,而对于少数树枝,在进一步冷却到2 K时则观察到了弱的软化现象。观察到的声子模的色散关系在整个布里渊区匹配DFT预测相当密切。我们的研究结果指出,立方LaRu $_{4}$ As $_{12}$是一个很好的参考材料,用于研究多带超导,包括那些具有较低的晶体对称性,如铁砷化物基超导体。
2022-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The electronic structure of Co-substituted $\textrm{Fe}\textrm{Se}$ superconductor probed by soft X-ray spectroscopy and density functional theory
我们用X射线衍射、X射线光谱和密度泛函理论研究了$\textrm{Fe}_{1-x}\textrm{Co}_x\textrm{Se}$体系($x=0$,0.25,0.5,0.75和1.0)的晶体和电子性质。我们发现,在FeSe中引入Co $3d$态使键强度松弛,并诱导从四角到六角的结构转变,其交叉发生在$x\approx0.38$。这种结构转变反过来又改变了与自旋状态相关的磁序。使用共振非弹性X射线光谱,我们估计的自旋状态的系统,FeSe被发现是在一个高自旋状态(S=2),但Fe被减少到一个低自旋状态后,Co取代的$x \le 0.25$,远低于结构转变。最后,我们证明了FeSe是一个适度相关的系统,但引入钴到主机晶格减弱的相关强度为$x\ge0.25$。这些新的发现对于揭示铁硫系超导体中超导态的机制具有重要意义。
2014-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con