Ruddlesden-Popper（RP）系列的虹彩酸盐（Srn+1 IrnO 3 n +1）最近受到了广泛关注，这是由于自旋-轨道（SO）驱动的能带分裂和库仑相互作用的协同作用所产生的涌现物理的预期[1-3]。然而，关于相关性在电荷间隙形成中的作用的持续争论以及缺乏对掺杂对低能电子结构的影响的理解阻碍了实现许多预测状态的实验进展[4-8]，包括可能的高Tc超导性[7，9]。使用扫描隧道光谱，我们映射出的n=2 RP成员，Sr 3 Ir 2 O 7（Ir 327）的空间分辨态密度。我们发现，Ir 327的母体化合物，认为只存在作为一个弱相关的带绝缘体，实际上具有大量的~ 130 meV的电荷激发间隙驱动的结构，SO耦合和相关性之间的相互作用。在区分内的非均匀纹理电子结构的固有电子字符的一个关键组成部分是我们的识别的签名失踪的顶端氧缺陷，这在许多层状氧化物中发挥了关键作用。我们的测量结合从计算的见解揭示了顶端氧空位转移光谱重量从较高的能量的间隙能量，从而揭示了一个路径，以获得金属的电子状态从父母绝缘状态的虹膜。
英文摘要：
The Ruddlesden-Popper (RP) series of iridates (Srn+1IrnO3n+1) have been the subject of much recent attention due to the anticipation of emergent physics arising from the cooperative action of spin-orbit (SO) driven band splitting and Coulomb interactions[1-3]. However an ongoing debate over the role of correlations in the formation of the charge gap and a lack of understanding of the effects of doping on the low energy electronic structure have hindered experimental progress in realizing many of the predicted states[4-8] including possible high-Tc superconductivity[7,9]. Using scanning tunneling spectroscopy we map out the spatially resolved density of states in the n=2 RP member, Sr3Ir2O7 (Ir327). We show that the Ir327 parent compound, argued to exist only as a weakly correlated band insulator in fact possesses a substantial ~130meV charge excitation gap driven by an interplay between structure, SO coupling and correlations. A critical component in distinguishing the intrinsic electronic character within the inhomogeneous textured electronic structure is our identification of the signature of missing apical oxygen defects, which play a critical role in many of the layered oxides. Our measurements combined with insights from calculations reveal how apical oxygen vacancies transfer spectral weight from higher energies to the gap energies thereby revealing a path toward obtaining metallic electronic states from the parent-insulating states in the iridates.
Optical conductivity of the metallic pyrochlore iridate Pr$_2$Ir$_2$O$_7$: Influence of spin-orbit coupling and electronic correlations on the electronic structure
Measurement of the internal magnetic field in the correlated iridates Ca$_4$IrO$_6$, Ca$_5$Ir$_3$O$_{12}$, Sr$_3$Ir$_2$O$_7$ and Sr$_2$IrO$_4$
含有铱离子的氧化物显示出一系列的磁性和导电特性，这些特性取决于相互作用之间的微妙平衡，并且至少部分地由晶体结构的细节控制。我们用μ子自旋转动（$μ$ SR）方法研究了四种铱氧化物（Ca $_4$ IrO $_6$，Ca $_5$ Ir $_3$ O $_{12}$，Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$和Sr $_2$ IrO $_4$）的局域场，它们表现出不同的行为.我们对Ca $_4$ IrO $_6$和Ca $_5$ Ir $_3$ O $_{12}$的$μ$ SR数据与常规反铁磁性相一致，其中准静态磁序分别在低于$T_{\rm N}=13.85(6)$ K和7.84（7）K时出现。一个较低的内部磁场观察到钙$_5$铱$_3$ O $_{12}$，相比，钙$_4$铱O $_6$反映了存在的Ir $^{4+}$和Ir $^{5+}$离子，导致在一个更磁稀释的结构。μ子旋进仅在Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$中在有限的温度范围内观察到，而莫特绝缘体Sr $_2$ IrO $_4$显示出更复杂的行为，$μ$ SR信号包含一个低于$T_{\rm N}=230$ I，K的单个良好分辨的旋进信号，该信号在低温下分裂成两个旋进信号，随后自旋在有序状态下重新取向。
First Principles Prediction of Topological Phases in Thin Films of Pyrochlore Iridates
近年来，拓扑相引起了人们的广泛兴趣。虽然有许多三维材料表现出拓扑性质，但除了众所周知的量子霍尔系统之外，二维材料的例子相对较少。在这里，我们使用密度泛函理论结合Hartree-Fock理论，包括完整的轨道结构的相关铱$d$ -轨道和强大的，但有限的自旋轨道耦合强度的拓扑相位的材料特定的预测。我们发现Y $_2$ Ir $_2$ O $_7$沿[111]方向生长的双层和三层薄膜可以支持直接带隙高达0.02 eV的拓扑金属相，这可能使过渡金属氧化物作为一类新的拓扑材料在氧化物电子学中具有潜在的应用前景。
Evolution of structure and magnetism across the metal-insulator transition in the pyrochlore iridate $($Nd$_{1-x}$Ca$_x)_2$Ir$_2$O$_7$
我们报告的演化的热金属绝缘体转变的多晶样品的Nd $_2$ Ir $_2$ O $_7$空穴掺杂后，通过取代Nd $^{3+}$的Ca $^{2+}$。Ca取代介导的填充控制莫特样过渡，最小的可分辨的结构变化，而不改变网站的对称性。局部结构证实，Ca取代不会导致局部化学相分离，吸收光谱确定，Ir阳离子保持自旋轨道纠缠的电子配置。的金属-绝缘体的转变与反铁磁有序的Ir亚晶格上的所有测量的样品相一致，都降低了起始温度与Ca含量。弱低温上升的磁化率和电阻率的样品与高钙含量表明，钕亚晶格反铁磁性继续耦合到金属制度的载体。
Topological states in pyrochlore iridates: long-range anisotropy strongly competing with spin-orbit interaction
在相关电子系统中寻找拓扑相的过程中，铱基高温超导体A2 Ir 2 O 7--具有5d过渡金属离子的材料--提供了肥沃的土壤。一些新的拓扑状态已被预测，但这种状态的实际实现被认为是严重依赖于当地的潜力所产生的IrO 6笼扭曲的强度。我们测试这一假设，通过测量与共振X射线散射的电子能级分裂在A= Y，Eu系统，我们表明同意非常好的从头计算电子结构计算。然而，我们发现，不是扭曲的IrO 6-八面体是淬火的自旋-轨道相互作用的主要来源，但强大的长程晶格各向异性，这不可避免地打破了当地的立方对称性，从而将是决定性的，在确定系统的拓扑基态。
Orbital-Selective Spin-Orbit Mott Insulator in Fractional Valence Iridate La$_3$Ir$_3$O$_{11}$
Henan University（河南大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）；Westlake University（西湖大学）；Shandong University（山东大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Tianjin University（天津大学）；Nanjing University（南京大学）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
Slater to Mott crossover in the metal to insulator transition of Nd2Ir2O7
我们提出了一个角度分辨的光电子能谱研究的三维烧绿石铱酸盐Nd 2 Ir 2 O 7通过其磁性金属-绝缘体转变的电子结构。我们的数据表明，金属Nd 2 Ir 2 O 7有一个二次带，接触费米能级在伽马点，类似于Pr 2 Ir 2 O 7。因此，费米节点状态是烧绿石铱酸盐的金属相的共同特征。当冷却到转变温度以下时，该化合物表现出带隙开口，具有像带隙绝缘体的准粒子峰的能量偏移。然而，随着温度的进一步降低，准粒子峰被强烈抑制，并最终在最低温度下消失，留下缺乏长寿命电子的非色散平坦带。因此，我们确定了一个显着的交叉从斯莱特到莫特绝缘体随着温度的降低。这些观察结果解释了这种材料中令人困惑的外尔点的缺失，尽管它接近于零温度金属-绝缘体转变。
$J_{eff}$ states in a quasi one dimensional antiferromagnetic spin chain hexagonal Iridates Sr$_3$MIrO$_6$ (M=Mg, Zn, Cd): an $ab-initio$ comparative perspective
Ultralow-temperature thermal conductivity of Pr2Ir2O7: a metallic spin-liquid candidate with quantum criticality
提出了一种位于零场量子临界点的金属量子自旋液体化合物Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$.在这里，我们提出的超低温热导率测量Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$单晶检测可能的外来激发。在零场条件下，热导率在特征温度$T_s \approx$ 0.12 K以上表现出明显的抑制作用.随着磁场的增加，$T_s$增加，当$H$ = 5 T时，热导率趋于饱和.在高场下验证了Wiedemann-Franz定律，在零场下推导了该定律。它表明电子在量子临界点的正常行为，以及移动的费米子磁激发的存在。热导率的强烈抑制归因于自旋系统对声子的散射，可能是波动的自旋。这些结果为该化合物的微观结构描述提供了新的思路。
Pr$_2$Ir$_2$O$_7$: when Luttinger semimetal meets Melko-Hertog-Gingras spin ice state
我们研究的能带结构拓扑结构和工程从本地的时刻和巡游电子的背景下，烧绿石铱酸盐之间的相互作用。对于金属铱酸盐Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$，Ir $5d$传导电子通过$f$ - $d$交换与Pr $4f$局域磁矩相互作用。当Ir电子形成Luttinger半金属时，Pr矩可以通过改变Ir和O的含量而被调谐到具有有限有序波矢量的有序自旋冰中，被称为“Melko-Hertog-Gingras”状态。我们指出，有序自旋冰的Pr本地矩产生的内部磁场，重建的能带结构的Luttinger半金属。除了广泛存在的Weyl节点，我们预测，磁平移的“Melko-Hertog-Gingras”状态的Pr矩保护狄拉克带接触在一定的时间反转不变动量的Ir传导电子。我们提出了磁场来控制Pr的磁结构，从而间接影响Ir电子的拓扑结构和其他性质。我们的预测可以立即在有序Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$样品中得到检验。我们希望我们的工作能激发详细的检查的能带结构，磁输运，和其他属性的Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$。
Quadratic Fermi Node in a 3D Strongly Correlated Semimetal
强自旋-轨道耦合促进了奇异的电子态，如拓扑绝缘体和超导体，但强自旋-轨道和强电子-电子相互作用的结合才刚刚开始被理解。这一新兴领域的核心是5d过渡金属铱氧化物。在这里，在烧绿石铱酸Pr 2 Ir 2 O 7，我们确定了一个非平凡的状态与一个单点费米节点的保护立方和时间反演对称性，使用角分辨光电子能谱和第一性原理计算的组合。由于它的二次色散，四个简并态在费米能级处的唯一重合，以及强库仑相互作用，非费米液体的行为被预测，我们观察到一些证据。我们的发现意味着Pr 2 Ir 2 O 7是一个母态，可以被操纵产生其他强相关的拓扑相，如拓扑莫特绝缘体，Weyl半金属，量子自旋和异常霍尔态。
Correlation-Driven Orbital Order Realizes 2D Metallic Altermagnetism
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Johannes Gutenberg Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；National Institute of Science Education and Research（国家科学教育与研究所）
Optically induced metallic state with persistent monoclinic symmetry in NdNiO$_3$
University of Zurich（苏黎世大学）；Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy（马克斯·玻恩非线性光学和短脉冲光谱研究所）；Harvard University（哈佛大学）；Institute for Physics and Astronomy, TU Berlin（柏林工业大学物理与天文研究所）
First-order melting of a weak spin-orbit Mott insulator into a correlated metal
通过详尽的实验研究确定了弱自旋轨道莫特绝缘体（Sr（1-x）Lax）3 Ir 2 O 7的电子相图。在通过La取代掺杂电子时，电阻率立即崩溃，伴随着由反铁磁绝缘区域和顺磁金属水坑组成的纳米级相分离的窄区域，该纳米级相分离持续到x~0.04。持续的电子掺杂导致突然的一阶相边界，其中Neel态被抑制，并且出现具有增强的自旋磁化率和局部矩的均匀的、相关的金属态。随着金属态的稳定，一个弱的结构扭曲发展，并建议与母自旋轨道莫特态的竞争不稳定性。
