We present an ab initio theory of core- and valence resonant inelastic x-ray scattering (RIXS) based on a real-space multiple scattering Green's function formalism and a quasi-boson model Hamiltonian. Simplifying assumptions are made which lead to an approximation of the RIXS spectrum in terms of a convolution of an effective x-ray absorption signal with the x-ray emission signal. Additional many body corrections are incorporated in terms of an effective energy dependent spectral function. Example calculations of RIXS are found to give qualitative agreement with experimental data. Our approach also yields simulations of lifetime-broadening suppressed XAS, as observed in high energy resolutionfluorescence detection experiment (HERFD). Finally possible improvements to our approach are briefly discussed.
Description of resonant inelastic x-ray scattering in correlated metals
为了充分利用共振非弹性X射线散射（RIXS）的潜力和多功能性，必须开发通过计算解释不同RIXS贡献的能力，包括相关材料的第一原理对动量转移的依赖性。为了实现这一目标，我们提出了一种新的方法来计算完整的RIXS响应的相关金属在一个公正的方式。通过比较的测量和计算，调整的入射光子能量的Fe L $_3$吸收共振的示例性材料BaFe $_2$作为$_2$的宽的一部分，我们表明，RIXS响应BaFe $_2$作为$_2$占主导地位的直接通道的贡献，包括拉曼响应低于阈值，我们解释为有限的芯孔寿命加宽的结果。计算最初是在第一性原理Bethe-Salpeter框架内进行的，然后我们通过与中间态激发的有效谱函数进行卷积来显着改进该框架。我们构造这个光谱函数，也从第一性原理，通过采用累积展开的格林函数和执行实时依赖于时间的密度泛函理论计算的电子系统的响应的扰动的中间态激发。重要的是，这使我们能够从第一原理评估间接RIXS响应，解释晶体结构的完整周期性并依赖于动量转移。
Detecting Crystallographic Lattice Chirality using Resonant Inelastic X-ray Scattering
晶体学手性的控制和检测是一个重要而具有挑战性的科学问题。手征性具有从医学物理到宇宙学的广泛含义，包括磁性系统中的亲密但微妙的连接，例如Mn $_{1-x}$ Fe $_{x}$ Si。X射线衍射技术与共振或偏振变化的实验装置目前被用来表征晶格手性。我们使用理论计算证明了间接$K$边缘双磁振子共振非弹性X射线散射（RIXS）光谱作为一种可行的实验技术来区分晶体旋向性的可行性。我们应用自旋波理论，最近发现的$\sqrt {5}\times\sqrt {5}$空缺有序硫族化合物Rb $_{0.89}$ Fe $_{1.58}$ Se $_{2}$为现实的X射线实验设置参数（入射能量，偏振，和布拉格角）表明，计算RIXS光谱是敏感的基本手性（右或左）的晶格。引入了一个Flack参数的定义，它包含了左右手征晶格RIXS响应。结果表明，多带磁振子系统RbFeSe的RIXS响应来自带间和带内散射过程。这些RIXS峰的消失或存活对潜在的手性晶格取向敏感。这又允许识别两个手性晶格取向。
Electronic structure of the frustrated diamond lattice magnet NiRh$_2$O$_4$
$A$位尖晶石NiRh $_2$ O $_4$是自旋为1的金刚石晶格磁体的唯一已知实现，并且被预测为由受抑最近邻和次最近邻交换以及轨道简并驱动的非常规磁性现象。以前的工作没有发现磁秩序的迹象，但发现了一个缺口色散磁激发表明可能的价键磁基态。然而，许多竞争的低能量自由度和有限的经验微观约束的存在使进一步的分析复杂化。在这里，我们进行共振非弹性X射线散射（RIXS）和X射线吸收光谱（XAS）来表征的局部电子结构的NiRh $_2$ O $_4$。的RIXS数据可以部分地描述由四面体配位的镍$^{2+}$的单离子模型，并表示一个tetrandom畸变$Δt_2\!=\!70$毫电子伏，分裂的$t_2$轨道成一个高能量的轨道单线态和较低能量的轨道双峰。我们确定的RIXS光谱的特点是一致的铑-镍两个网站的激发表明强金属-金属杂化介导的氧在NiRh $_2$ O $_4$。我们还确定了电子-声子耦合的签名，通过外观的声子边带，衣服的晶体场激发。这些结果建立了NiRh $_2$ O $_4$的磁性相关的关键能量尺度，并进一步表明，共价性和晶格动力学在控制$A$位尖晶石的磁性基态中起着至关重要的作用。
$d$-wave altermagnetism revealed by resonant inelastic X-ray scattering
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；Department of Physics, Shanghai Normal University（上海师范大学物理系）；Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学物理系）；State Key Laboratory of Quantum Information Technologies and Materials, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学量子信息技术与材料国家重点实验室）；PSI Center for Neutron and Muon Sciences, Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所中子与μ子科学中心）；Diamond Light Source, Harwell Campus（钻石光源哈韦尔园区）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
