我们调查的晶体结构和晶格振动的Sr $_2$ IrO $_4$相结合的声子拉曼散射和X射线粉末衍射实验在压力高达$66$ GPa和室温下。并进行了密度泛函理论(DFT)和$ab$ -initio晶格动力学计算.在高压下观察到与$c$ -轴的$8$ %塌陷相关的一阶结构相变,在$\sim 40$和$55$ GPa之间观察到相共存。在较低的压力下,观察到晶格和声子异常,反映了同构竞争状态之间的交叉。$P_1=17$ GPa的临界压力与:(i)晶格体积压缩性的降低和四重$c/a$比的行为的改变发生在$P_1$之上;(ii)与晶格无序相关的四重破缺晶格应变;(iii)两个拉曼活性模的消失(在$\sim 180$和$\sim 260$ cm $^{-1}$处);和(iv)对于$\sim 390$ cm $^{-1}$模式的不对称Fano线形的发展。DFT表明,$P_1$以上的相位很可能是非磁性的。探索铱酸盐和铜酸盐物理学之间的相似性,我们认为,这些观察结果是一致的出现的旋转dopry-breaking电子不稳定性在$P_1$,提供线索,避免在压力下的金属化,并支持可能的竞争秩序,这是有害的超导电性在这个家庭的假设。在$P_1$过渡的替代方案也提出了建议和批判性的讨论。在$P_2=30$和$P_3=40$ GPa下观察到四元相中的额外声子和晶格异常,表明在高压下稳定的进一步竞争相。
英文摘要:
We investigate the crystal structure and lattice vibrations of Sr$_2$IrO$_4$ by a combined phonon Raman scattering and x-ray powder diffraction experiment under pressures up to $66$ GPa and room temperature. Density functional theory (DFT) and $ab$-initio lattice dynamics calculations were also carried out. A first-order structural phase transition associated with an $8$ % collapse of the $c$-axis is observed at high pressures, with phase coexistence being observed between $\sim 40$ and $55$ GPa. At lower pressures, lattice and phonon anomalies were observed, reflecting crossovers between isostructural competing states. A critical pressure of $P_1=17$ GPa is associated with: (i) a reduction of lattice volume compressibility and a change of behavior of the tetragonal $c/a$ ratio take place above $P_1$; (ii) a four-fold symmetry-breaking lattice strain associated with lattice disorder; (iii) disappearance of two Raman active modes (at $\sim 180$ and $\sim 260$ cm$^{-1}$); and (iv) development of an asymmetric Fano lineshape for the $\sim 390$ cm$^{-1}$ mode. DFT indicates that the phase above $P_1$ is most likely non-magnetic. Exploring the similarities between iridate and cuprate physics, we argue that these observations are consistent with the emergence of a rotational symmetry-breaking electronic instability at $P_1$, providing hints for the avoided metallization under pressure and supporting the hypothesis of possible competing orders that are detrimental to superconductivity in this family. Alternative scenarios for the transition at $P_1$ are also suggested and critically discussed. Additional phonon and lattice anomalies in the tetragonal phase are observed at $P_2=30$ and $P_3=40$ GPa, indicating further competing phases that are stabilized at high pressures.
Multi-orbital charge density wave excitations and concomitant phonon anomalies in Bi$_2$Sr$_2$LaCuO$_{6+δ}$
电荷密度波(CDW)在欠掺杂铜氧化物超导体中普遍存在。作为价电子密度的调制,空穴掺杂铜氧化物中的CDW同时具有Cu-3d和O-2 p轨道特征,这是由于这些轨道在费米能级附近的强杂化。在这里,我们调查欠掺杂的Bi $_2$ Sr $_{1.4}$ La $_{0.6}$ CuO $_{6+δ}$使用共振非弹性X射线散射(RIXS),发现一个短程CDW存在于铜和O亚晶格中的氧化铜(CuO 2)平面具有可比的周期性和相关长度。此外,我们发现键拉伸和键屈曲声子异常伴随着CDW。与稍微过掺杂的Bi $_2$ Sr $_{1.8}$ La $_{0.2}$ CuO $_{6+δ}$相比,其中既没有CDW也没有声子异常出现,我们强调指出,在CDW波矢(QCDW)附近诱导了尖锐的强度异常,与扩散强度增强的键伸缩声子在波矢远大于QCDW。我们的研究结果提供了一个全面的图片准静态CDW,其色散激发,和相关的电子-声子异常,这是理解竞争的铜酸盐电子不稳定性的关键。
"Forbidden" phonon: dynamical signature of bond symmetry breaking in the iron chalcogenides
研究Fe $_{1+y}$ Te $_{1-x}$ Se $_{x}$在特征波矢量$\mathbf{Q} = (1,0,0)$附近的非弹性中子散射谱,以形成母体化合物Fe $_{1+y}$ Te的键级波(BOW)[Phys. Rev. Lett. 112,187202(2014)]揭示了存在于所有结构相中的声学-声子样色散。虽然结构布拉格峰伴随着在低温阶段的Fe $_{1+y}$ Te的模式,它是不存在的高温四相,布拉格散射在这个$\mathbf{Q}$是禁止的对称性。值得注意的是,这种模式也观察到超导FeTe $_{0.55}$ Se $_{0.45}$,其中结构和磁性转变被抑制,没有BOW已观察到。这种“禁戒”声子的存在表明,晶格对称性是动态或局部打破磁轨道BOW波动,这是强耦合到这些材料中的晶格。
Ab initio phonon self-energies and fluctuation diagnostics of phonon anomalies: Lattice instabilities from Dirac pseudospin physics in transition metal dichalcogenides
Giant phonon anomalies in the pseudo-gap phase of TiOCl
本文报道了自旋为1/2的量子磁体TiOCl的红外和拉曼光谱结果。在声子谱的温度依赖性中发现了巨大的异常,这暗示了电子自由度与晶格的不寻常耦合。这些异常发展在一个广泛的温度间隔,这表明存在一个扩展的波动制度。这定义了一个伪能隙相,其特征在于局部自旋能隙。在100 K以下,维度交叉导致二聚基态,自旋能隙约为2 $Δ_{spin}\approx$ ~430 K.
Josephson plasma resonance and phonon anomalies in trilayer Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_10 superconductor
用椭圆偏振法测量了Bi_(2223)晶体的远红外(FIR)c轴电导率。低于T $_c$,在500 cm $^{-1}$附近产生强吸收带,对应于横向约瑟夫森等离子体。FIR频谱权重的相关增加导致了对Ferrell-Glover-Tinkham求和规则的巨大违反。c轴动能的增加占凝结能的相当大的一部分。我们还观察到声子异常,这表明约瑟夫森电流导致了激烈的变化的局部电场内块的紧密间隔的CuO $_2$平面。
Phonon anomalies and critical scaling in the spin-$1/2$ trimer chain Na$_2$Cu$_3$Ge$_4$O$_{12}$
Indian Institute of Technology Kharagpur(印度理工学院卡拉格普尔分校);Bhabha Atomic Research Centre(巴巴原子研究中心);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Indian Institute of Technology Roorkee(印度理工学院鲁尔基分校)
Phonon dispersion, Raman spectra and evidence for spin-phonon coupling in MnV$_2$O$_4$ from first-principles
尖晶石结构中的MnV $_2$ O $_4$已知表现出耦合的轨道和自旋有序,并且其拉曼光谱在其低温相中显示出有趣的异常。为了解释这种行为,涉及耦合自旋和声子的目标,我们确定在这里的自旋-声子耦合MnV $_2$ O $_4$从其声子谱的理论分析和它们的依赖于自旋有序和电子相关性,从第一性原理密度泛函理论计算。使用这些在分析的基础上的朗道类理论,我们发现的机制,在其低温阶段观察到的拉曼异常。
Interplay of Spin and Lattice Degrees of Freedom in the Frustrated Antiferromagnet CdCr_2O_4: High-field and Temperature Induced Anomalies of the Elastic Constants
Composition-tunable magnon-polaron anomalies in spin Seebeck effects in epitaxial Bi$_x$Y$_{3-x}$Fe$_{5}$O$_{12}$ films
本文研究了Bi $_x$ Y $_{3-x}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$(Bi $_x$ Y $_{3-x}$ IG; $x=0$,$0.5$,和$0.9$)薄膜中自旋塞贝克效应(SSE)中的杂化磁振子-声子激发(磁振子极化子)。我们观察到尖锐的峰值结构的磁场$H$依赖的纵向SSE(LSSE)电压,出现时,声子色散的磁振子色散曲线的Bi $_x$ Y $_{3-x}$ IG。通过增加Bi量$x$,由于Bi $_x$ Y $_{3-x}$ IG中声速的减小,LSSE中的峰值场朝向较低的$H$值移动。我们还测量了非定域组态中的SSE,发现磁振子极化子异常出现不同的符号和强度。我们的结果显示了磁振子-极化子反常的成分可调谐性,并为进一步揭示磁振子-极化子SSEs的物理性质提供了线索。