Tunable and Enhanced Rashba Spin-Orbit Coupling in Iridate-Manganite Heterostructures
剪裁自旋轨道相互作用和库仑排斥是观察氧化物界面磁各向异性和拓扑自旋织构等奇异物理现象的关键特征。我们的研究提出了一种新型平台，通过调整LaMnO 3生长条件来设计LaMnO 3/SrIrO 3（3d-5d氧化物）界面的磁性和自旋轨道耦合，通过电荷转移控制晶格位移和自旋相关界面耦合。我们报告了一个可调的和增强的界面诱导的Rashba自旋轨道耦合和Elliot-Yafet自旋弛豫机制在LaMnO 3/SrIrO 3双层的LaMnO 3的底层磁序的变化。我们还观察到增强的自旋轨道耦合强度LaMnO 3/SrIrO 3相比，以前报道的SrIrO 3层。X射线光谱测量揭示了Mn的定量价态及其对电荷转移的影响。此外，我们进行了角度相关的磁阻测量，这表明在SrIrO 3的磁邻近效应的签名，同时反映了LaMnO 3的磁序。因此，我们的工作表明了一种新的路线，工程师的接口诱导Rashba自旋轨道耦合和磁邻近效应在3d-5d氧化物界面，这使得SrIrO 3自旋电子学应用的理想候选人。
2020-04-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Doping effects on the magnetic frustration in the honeycomb iridates
我们研究了注入到蜂窝状铱酸盐样品Na 2 IrO 3中的磁性和磁性杂质的掺杂效应。这两种掺杂的结果在改变的有序温度以及居里-外斯温度的母体样品作为增强的晶格挫折，筛选的Ir原子和自旋轨道效应，反映在磁化率和比热测量的结果。我们的研究结果得到了证实，通过详细的比较研究各种磁性和磁性杂质原子，有显着的影响，不同的电子性质的掺杂化合物。
2020-01-03 cond-mat.str-el
Spiral order in the honeycomb iridate Li2IrO3
蜂窝状铱酸盐A2 IrO 3（A=Na，Li）是实现Heisenberg-Kitaev模型（HKM）的理想材料，具有非常规的磁性和自旋液相。然而，最近的实验表明，Li 2 IrO 3表现出磁有序状态的无公度螺旋型尚未确定在HKM。我们发现，这些发现可以理解的背景下，扩展海森堡Kitaev方案满足所有的实验证据：（i）磁化率的最大值位于第一布里渊区内，（ii）居里-外斯温度是负相关的占主导地位的反铁磁波动，和（iii）显着的第二邻居自旋交换涉及。
2014-09-12 cond-mat.str-el
Raman spectroscopic signature of fractionalized excitations in the harmonic-honeycomb iridates $β$- and $γ$-Li$_2$IrO$_3$
量子自旋系统中元激发的分形化是当前凝聚态物理的一个中心课题。Kitaev蜂窝自旋模型提供了一个奇异的分馏准粒子的突出例子，由巡回马约拉纳费米子和带隙规范通量。然而，马约拉纳费米子在三维蜂窝晶格中的识别仍然难以捉摸。在这里，我们报告的谐波蜂窝状虹彩$β$ -和$γ$ -锂$_2$ IrO $_3$分数激发的光谱特征。利用偏振分辨拉曼光谱，我们发现$β$ -和$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$的动态拉曼响应具有宽的散射连续谱，具有明显的偏振和组分依赖性。拉曼光谱权重的温度依赖性由费米激发的热阻尼主导。这些结果表明，在三维Kitaev-Heisenberg系统中，Majorana费米子是从自旋分馏中出现的。
2016-06-28 cond-mat.str-el
Pressure-driven collapse of the relativistic electronic ground state in a honeycomb iridate
许多铱酸盐材料的电子基态都是用复杂的波函数来描述的，其中自旋和轨道角动量由于相对论自旋轨道耦合（SOC）而纠缠在一起。这种局域电子态携带有效总角动量$J_{eff}=1/2$。在具有边缘共享八面体晶体结构的材料中，例如蜂窝状铱酸盐Li2IrO3和Na2IrO3，这些$J_{eff}=1/2$矩预计通过特殊的键依赖磁相互作用耦合，这是实现Kitaev量子自旋液体的必要条件。然而，这种相对论性的电子图像受到另一种描述的挑战，在这种描述中，巡回电子被限制在类似苯的六边形中，尽管电子具有离域性，但仍保持系统绝缘。在这个准分子轨道（QMO）图像中，蜂窝状虹彩酸盐不太可能是Kitaev自旋液体的选择。在这里，我们表明，蜂窝状铱酸锂2IrO3是最好的描述$J_{eff}=1/2$状态在环境压力下，但交叉到QMO状态下的应用程序小（~0.1 GPa）的静水压力。这一结果表明，由于电子带宽，自旋轨道耦合，晶体场和电子关联之间的微妙平衡，铱酸盐的物理非常丰富。
2018-03-11 cond-mat.str-el
Spin-Orbital Locking, Emergent Pseudo-Spin, and Magnetic order in Honeycomb Lattice Iridates
通过考虑三角晶场效应和自旋轨道耦合，研究了蜂窝状铱酸盐中有效自旋哈密顿量和磁序的性质。从哈伯德模型出发，在大三角畸变和自旋轨道耦合的极限下，导出了一个以赝自旋1/2动量突现表示的有效自旋哈密顿量.目前的赝自旋产生的自旋轨道锁定和jeff = 1/2的时刻，得到的自旋轨道耦合占主导地位，三角扭曲被忽略时，是不同的。由此产生的自旋哈密顿量是各向异性的，并受到进一步的邻居相互作用的阻碍。平均场论表明，一个基态与4-亚晶格之字形磁序的参数制度，可以相关的蜂窝状铱酸盐化合物Na 2 IrO 3，其中类似的磁性基态最近已被观察到。各种属性的相位，自旋波谱和实验结果进行了讨论。目前的方法与最近的建议，了解铱酸盐化合物从强自旋轨道耦合极限和忽略非立方晶格畸变。
2012-05-10 cond-mat.str-el
Hidden symmetries of the extended Kitaev-Heisenberg model: Implications for honeycomb lattice iridates A2IrO3
我们已经探索了一个通用的四参数最近邻自旋模型的隐藏对称性，允许在蜂窝晶格化合物三角压缩。我们的方法利用系统算法来识别模型的所有对偶变换，这些变换将Hamilton映射到自身上，改变参数并在其参数空间中的不同点之间提供精确的链接。我们已经找到了隐藏SU（2）对称性的完整点集，在这些点上，看似高度各向异性的模型可以映射回海森堡模型，因此继承了它的性质，例如无间隙的Goldstone模的存在。用于搜索隐藏对称性的过程是相当普遍的，并且可以扩展到其他键各向异性自旋模型和其他晶格，例如三角形，kagome，超蜂窝或谐波蜂窝晶格。我们将我们的研究结果应用到蜂窝晶格铱酸盐Na 2 IrO 3和Li 2 IrO 3，并说明它们如何帮助识别与现有实验数据兼容的模型参数的合理值。
2015-05-13 cond-mat.str-el
Trigonal distortion in the honeycomb iridates: Proximity of zigzag and spiral phases in Na2IrO3
Kitaev蜂窝模型被认为是描述蜂窝状虹彩石的一个有用的出发点。然而，在Na2IrO3和Li2IrO3中看到的Z字形有序和磁性转变对它们与Kitaev模型的联系以及这些磁性状态的微观起源提出了质疑，因为它们的结构相似。在这里，我们研究如何Kitaev自旋液体附近的磁相位的影响，包括三角形扭曲的氧八面体内的一个纯粹的近邻模型。使用经典分析和精确对角化的组合，我们表明，附近的铁磁Kitaev限制少量的三角失真，如发现在Na2IrO3，稳定的锯齿形相位。减少畸变使锯齿相向螺旋相不稳定，这可能与Li2IrO3相关。使用半经典的自旋波计算，我们表明，这一制度是定性一致的实验已知的功能的动力学结构因子在Na2IrO3和推测的影响Li2IrO3。
2014-08-20 cond-mat.str-el
First-Principles Study of the Honeycomb-Lattice Iridates Na2IrO3 in the Presence of Strong Spin-Orbit Interaction and Electron Correlations
用从头算下折方法导出了铱氧化物Na 2 IrO 3中巡游电子的有效低能哈密顿量。通过强耦合展开，该模型被简化为蜂窝晶格上的有效自旋模型。在这里，我们表明，从头算模型包含自旋-自旋各向异性交换条款，除了广泛研究的Kitaev和海森堡交换相互作用，并允许描述实验观察到的锯齿形磁序，解释为稳定的状态的铁磁链的反铁磁耦合。我们阐明了从现有的Na 2 IrO 3实现量子自旋液体的可能途径。
2014-09-05 cond-mat.str-el
Hyper-honeycomb iridate $β$-Li2IrO3 as a platform for Kitaev magnetism
Kitaev自旋液体的实现，其中蜂窝晶格上的自旋通过依赖于键的各向异性相互作用铁磁耦合，一直是人们梦寐以求的梦想。具有Jeff = 1/2矩的蜂窝晶格的5d铱氧化物$α$ -Li 2 IrO 3和$α$ -Na 2 IrO 3最近出现作为可能的物质化。然而，没有捕捉到强烈的Kitaev物理学特征。在这里，我们报告了一个复杂的铱氧化物$β$ -Li_2IrO_3的杰夫= 1/2矩的“超蜂窝”晶格，蜂窝晶格的三维模拟的发现。正居里-外斯温度$θ_{CW}$ ~ 40 K表明在$β$ -Li 2 IrO 3中Jeff = 1/2磁矩之间存在铁磁相互作用。在T_c = 38 K时，观察到了具有小熵变的磁有序，当施加仅为3 T的磁场时，磁有序转变为Jeff = 1/2矩的全极化态.这些结果意味着超蜂窝状β-Li 2 IrO 3位于Kitaev自旋液体附近。
2014-03-13 cond-mat.str-el
Magnetism in spin models for depleted honeycomb-lattice iridates: Spin-glass order towards percolation
铱酸盐的特点是自旋-轨道和电子-电子相互作用的迷人的相互作用。蜂窝晶格材料A2 IrO 3（A=Na，Li）已经被提出来实现具有强各向异性交换相互作用的赝自旋1/2 Mott绝缘态，由Heisenberg-Kitaev模型描述，但也提出了涉及更长范围交换相互作用或更多离域电子的其他方案。在这里，我们研究非磁性掺杂的影响，即，耗尽的时刻，对实验相关的海森伯-Kitaev和海森伯J1-J2-J3模型的变体的磁性。我们一般发现，Z字形顺序的清洁系统被取代，掺杂后，由一个自旋玻璃状态与短程Z字形相关。我们确定的自旋玻璃温度作为掺杂水平的函数，并认为，这个量允许实验区分不同的建议自旋模型时，掺杂是驱动整个网站渗滤阈值的蜂窝晶格。
2014-11-10 cond-mat.str-el
Evolution of effective magnetic exchange interaction under spin dilution in SrIr$_{1-x}$Sn$_x$O$_3$
School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University（上海科技大学物理科学与技术学院）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；Center for Transformative Science, ShanghaiTech University（上海科技大学变革科学中心）
研究通过共振非弹性X射线散射揭示了SrIr$_{1-x}$Sn$_x$O$_3$中自旋稀释对磁激发 dispersion 的影响，发现有效磁交换相互作用随自旋稀释增加而连续减小，遵循简单的自旋稀释标度律。
2026-04-13 cond-mat.str-el
Generic spin model for the honeycomb iridates beyond the Kitaev limit
最近，Kitaev物理学的实现已经在蜂窝状铱酸盐的A2 IrO 3家族中寻求，其起源于通过边缘共享八面体的氧介导的交换。然而，对于j = 1/2的莫特绝缘体，在这些材料中，直接d轨道重叠的交换是相关的，并且有人建议应该将海森堡项添加到Kitaev模型中。在这里，我们提供了通用的最近邻自旋哈密顿时，氧介导的和直接重叠存在，包含键依赖的非对角交换除了海森堡和Kitaev条款。我们分析这个完整的模型，使用经典的技术和精确对角化的组合。在Kitaev极限附近，我们发现了新的磁相，120度和无公度螺旋序，以及锯齿形和条纹序的扩展区域。讨论了Na_2IrO_3和Li_2IrO_3的可能应用。
2014-03-14 cond-mat.str-el
Evolution of Magnetism in Single-Crystal Honeycomb Iridates
本文报道了层状铱酸盐（Na $_{1-x}$ Li $_{x}$）$_2$ IrO $_3$，$0\leq x \leq 0.9$的单晶体的成功合成，并对其结构、磁学、热学和输运性质进行了深入的研究。这种新化合物允许Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$之间的可控内插，同时保持蜂窝状Ir $^{4+}$平面的新颖量子磁性。测得的相图表明，在中间体$x$处，Néel温度$T_N$受到显著抑制，这表明Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$中的磁序是不同的，并且在$x\approx 0.7$处，化合物接近于在Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$中寻找的磁无序相。通过简单的理论模型分析我们的磁性数据，我们还发现$^{4+}$离子的三角分裂从Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$的符号变化，蜂窝状的铱酸盐处于强自旋轨道耦合区，受$\jeff=1/2$矩控制。
2013-09-20 cond-mat.str-el
Magnetic ordering with an XY-like anisotropy in the honeycomb lattice iridates ZnIrO$_3$ and MgIrO$_3$ synthesized via a metathesis reaction
我们成功地合成了以Ir $^{4+}$为蜂窝晶格的新型反铁磁体ZnIrO $_3$和MgIrO $_3$，并研究了它们的磁性和热力学性质。这两种铱酸盐是同构的，但表现出性质不同的磁性。ZnIrO $_3$在46.6 K以下表现出反铁磁有序，而MgIrO $_3$在31.8 K以下表现出弱铁磁行为，这是由于形成了倾斜的反铁磁有序。磁化率的测量与使用取向的粉末样品揭示了存在的XY样的磁各向异性和倾斜的磁结构，这可能是稳定的Kitaev相互作用。MgIrO 3和ZnIrO 3在60 T以下的磁化曲线表现出不同的行为，说明它们的磁性基态是不同的。本文从Kitaev相互作用和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用组成的磁性模型出发，在考虑自旋阻挫效应的情况下，讨论了MgIrO $_3$和ZnIrO $_3$基态的差异.
2018-08-08 cond-mat.str-el
Robust spin correlations at high magnetic fields in the honeycomb iridates
在蜂窝状铱酸盐中观察到的反铁磁有序的复杂性是寻找量子自旋液体基态的一把双刃剑：两者都证明了磁相互作用提供了许多必要的成分，但同时也阻碍了接近。因此，人们的注意力被吸引到不寻常的磁序以及它们为潜在的自旋相关性提供的暗示上。然而，对任何特定的对称性破缺态的研究，一般都无法提供任何线索，来了解附近其他基态\cite{Anderson}的可能性。在这里，我们使用极端的磁场来揭示$γ$ -铱酸锂的自旋相关的程度。我们发现，沿磁易轴方向的磁场分量很小时，长程序被熔化，从而呈现出一种强关联的自旋态。与通常通过自旋极化破坏反铁磁性不同，相关自旋态只拥有总磁矩的一小部分，没有证据表明在最高可达到的磁场（>90 T）下存在长程序。
2016-12-30 cond-mat.str-el
Evolution of Magnetism in the $Na_{3-d}Na_{1-x}Mg_xIr_2O_6$ Series of Honeycomb Iridates
报道了一系列新型铱基蜂窝晶格的结构和磁性，其分子式为Na 3-δ（Na 1-xMgx）Ir2O6（x = 0~1）。随着x和δ的增加，蜂窝晶格的收缩和反铁磁相互作用的强度系统地降低，由于在Ir-O-Ir键角的减少。具有不完全化学计量比的样品在3.4 K和5 K之间的温度Tf下表现出无序的磁冻结。这种玻璃磁性可能是由于非磁性Ir3+的存在而产生的，Ir3+在整个晶格中随机分布，可能还有堆垛层错的额外贡献。总之，这些结果表明，化学缺陷和非化学计量对A2IrO3材料家族中的化合物的磁性具有显著影响。
2014-04-17 cond-mat.str-el
Quasiparticles and charge transfer at the two surfaces of the honeycomb iridate Na$_2$IrO$_3$
对Na $_2$ IrO $_3$铱酸盐绝缘体的低能电子结构的直接实验研究很少，并且绘制了两个相互矛盾的图片。一个依赖于平坦的能带和清晰的带隙，另一个涉及接近费米能级的色散态，指向表面金属性。在这里，通过角分辨光电发射，光电发射电子显微镜，和X射线吸收的组合，我们表明，正确的图片是更复杂的，涉及一个异常带，所产生的电荷转移从钠原子的Ir衍生状态。体准粒子确实存在，但在两种可能的表面终端之一的电荷转移是较小的，他们仍然难以捉摸。
2017-11-06 cond-mat.str-el
Dynamical properties of the honeycomb-lattice Iridates ${\rm Na_2IrO_3}$
我们研究了${\rm Na_2IrO_3}$的动力学性质。针对${\rm Na_2IrO_3}$提出的五种有效模型，采用精确对角化方法数值计算了动力学结构因子（DSFs）。由$ab$ $initio$计算得到的一个有效模型充分地解释了中子非弹性散射实验。我们进一步计算激发模式的基础上线性自旋波理论。用$ab$ $initio$计算得到的有效模型的自旋波激发与DSFs的低激发不一致。我们将这种差异归因于${\rm Na_2IrO_3}$在接近Kitaev自旋液相相边界的参数空间中的位置。
2015-11-24 cond-mat.str-el
Theoretical Study of Coulomb Correlations and Spin-Orbit Coupling in SrIrO3
考虑到与晶场分裂、自旋轨道耦合和库仑关联有关的能量尺度在虹彩酸盐中是可比的，从而导致奇异的性质，我们采用密度泛函理论研究了正交SrIrO 3的物理性质.然而，我们的计算表明，SrIrO 3是一个坏的金属，没有长程磁有序，不像它的姐妹化合物Sr 2 IrO 4和Sr 3 Ir 2 O 7。此外，尽管具有大的带宽，它似乎确凿的是，在SrIrO 3的较大的电阻率是由于自旋轨道相互作用。此外，还讨论了电子-电子关联对其电子结构和磁性的影响。
2015-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Counter-rotating spiral, zigzag, and 120$^\circ$ orders from coupled-chain analysis of Kitaev-Gamma-Heisenberg model, and relations to honeycomb iridates
利用耦合链分析方法研究了蜂窝晶格上铁磁（FM）Kitaev和反铁磁（AFM）Heisenberg耦合参数区域的最近邻自旋1/2 Kitaev-Heisenberg-Gamma（$KJΓ$）模型.从解耦的$KJΓ$链的无间隙Luttinger液相出发，采用基于Luttinger液体理论的自洽平均场方法处理二维模型中的链间相互作用.在FM伽马区域，我们的分析恢复了先前通过经典分析和精确对角化方法获得的报道的120个$^\circ$磁序。另一方面，新的物理揭示了在AFM伽马区域，其中发现三个磁序，包括120 $^\circ$，相称的反向旋转螺旋，锯齿订单。有趣的是，分离这三个磁序的两个一级相变线在$K = -2 Γ$和$J=0$处合并在一个点处，这被预测为量子临界点。目前的理论捕捉到实验观察到的反向旋转的螺旋顺序在$α$ $_22$ IrO $_3$和Z字形顺序在Na $_2$ IrO $_3$，从而表明自旋1/2 $KJΓ$模型可以作为蜂窝状铱酸盐的最小模型。在这项工作中提出的平均场理论和$J \rightarrow 0$制度的局限性也进行了讨论。
2022-07-05 cond-mat.str-el
Photoexcited states of the harmonic honeycomb iridate γ-Li$_2$IrO$_3$
我们报道了最近合成的“谐波”蜂窝状铱酸盐γ-Li $_2$ IrO $_3$（LIO）和层状蜂窝状铱酸盐Na $_2$ IrO $_3$（NIO）的平衡和非平衡光学测量结果。使用傅里叶变换红外显微镜，我们进行反射率测量LIO，从中我们得到的光学电导率低于2 eV。此外，我们还测量了LIO和NIO的光致反射率变化ΔR随时间、温度、T和探测场偏振的变化。在LIO中，ΔR（t，T）是各向异性的，由三个依赖于T的分量组成。这些组件中的两个有关的发病磁秩序和第三个是有关的光诱导人口的亚稳电子激发态。在NIO中，ΔR（t，T）有一个单一的依赖于T的分量，这与LIO中ΔR的电子激发分量惊人地相似。通过对两种化合物的ΔR（t，T）的分析和比较，我们提取了LIO中在相变温度及以上的磁关联的开始、平衡态下的裸自旋翻转散射速率、低位准粒子激发的寿命以及对磁序敏感的光学跃迁的偏振依赖性等信息。
2015-10-06 cond-mat.str-el
Spin waves and revised crystal structure of honeycomb iridate Na2IrO3
我们报告非弹性中子散射测量Na 2 IrO 3，Kitaev自旋模型的蜂窝晶格上的候选人。我们观察到自旋波激发低于5毫电子伏的色散，可以占包括大量的进一步的邻居交流，稳定之字形磁秩序。通过零场μ子自旋旋转实验中的振荡观察，证实了15.3 K以下的长程磁序的发生。结合单晶衍射和密度泛函计算，我们提出了一个修订的晶体结构模型，从占主导地位的Kitaev交换所需的理想的90度Ir-O-Ir键显着偏离。
2015-03-26 cond-mat.str-el
Competition between spin-orbit coupling, magnetism, and dimerization in the honeycomb iridates: $α$-Li$_{2}$IrO$_{3}$ under pressure
用同步辐射对蜂窝状铱酸盐$α$ -Li $_{2}$ IrO $_{3}$的单晶X射线衍射研究揭示了在$P_{c}$ = 3.8 GPa的临界压力下对称性从单斜向三斜的压力诱导结构相变。根据晶格参数随压力的演化，转变主要影响$ab$平面，从而影响Ir六边形网络，导致形成Ir-Ir二聚体。这些意见是独立预测和证实我们的\textit{ab initio}密度泛函理论计算，我们发现，在有限的压力下，Ir-Ir二聚体的外观是一个微妙的相互作用之间的磁性，相关性，自旋轨道耦合，和共价键的结果。我们的研究结果进一步表明，在$P_{c}$的系统经历了磁崩溃。最后，我们提供了蜂窝晶格$A_{2}$ $M$ O $_{3}$与$A$ = Li，Na和$M$ = Ir，Ru的竞争相互作用的一般图片。
2017-12-05 cond-mat.str-el
Two iridates, two models, two approaches: a comparative study on magnetism in 3D honeycomb materials
最近的两项理论工作研究了Kitaev相互作用在新观察到的超蜂窝状（$β$ -Li $_2$ IrO $_3$）和带状蜂窝状（$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$）铱酸盐中的无公度磁序中的作用。每一项工作都使用对比方法（经典与软自旋分析）分析了不同的模型（$JKΓ$与耦合锯齿链模型）。这些作品之间缺乏共性，这就排除了有意义的比较和对这些不寻常的顺序的正确理解。在这项研究中，我们完成了未完成的图片，这两个作品通过解决这两个模型，两种方法都为3D蜂窝虹膜。通过模型、技术和材料的所有组合之间的比较，我们发现键各向同性$JKΓ$模型一致地预测了$β$ -Li $_2$ IrO $_3$的实验相，而无论使用何种方法，$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$的实验相都可以通过本征模混合的软自旋方法产生，而无论使用何种模型。为了获得进一步的见解，我们解决了一个1D量子自旋链模型相关的两个3D模型使用密度矩阵重整化群方法，形成一个基准。我们发现，在一维模型中，在经典和软自旋分析中的非公度关联生存在量子极限中，只有在存在的$JKΓ$模型中发现的非对角交换$Γ$。这些结果的真实材料的相关性进行了讨论。
2015-06-22 cond-mat.str-el
Induction of Large Magnetic Anisotropy Energy and Formation of Multiple Dirac States in SrIrO$_3$ Films: Role of correlation and spin-orbit coupling
5 $d$过渡金属氧化物，特别是铱酸盐，由于原位库仑排斥（$U$）和自旋轨道耦合（SOC）之间的相互作用，具有新颖的电子和磁性相。降低的维度带来了另一个自由度，以增加这些系统的功能。以SrIrO $_3$薄膜为例，从理论上证明了限制局域化可以引入2-7 meV/Ir的大磁各向异性能，比传统的过渡金属及其多层膜的磁各向异性能高出一到两个数量级。此外，在弱相关极限下，定制终端可以在费米能量附近的2 eV的大能量窗口内产生多个狄拉克态，这在相关氧化物中是罕见的现象，并且在实验实现后，它将产生独特的激发和掺杂输运性质。
2022-02-06 cond-mat.str-el
Unified theory of spiral magnetism in the harmonic-honeycomb iridates α, β, γ Li2IrO3
最近发现了具有化学式Li $_2$ IrO $_3$的绝缘铱酸盐家族，其具有三种不同的晶体结构$α,β,γ$（蜂窝状、超蜂窝状、条纹蜂窝状）。对三维多型体$β$ -和$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$的测量发现，它们磁有序成非常相似的螺旋相，表现出非共面反向旋转螺旋磁序，等效波矢q=0.57。我们研究磁哈密顿这个家庭，并表明，相同的三重最近邻Kitaev海森堡伊辛（KJI）相互作用再现这种螺旋顺序的$β,γ$ -锂$_2$ IrO $_3$结构。我们分析了这一现象的起源，通过研究一个1D锯齿链，一个结构单元的三个多型共同的模型。链的解决方案透明地显示了Kitaev相互作用如何稳定的反向旋转的螺旋，这是持续恢复链间耦合。我们的极小模型对$α$ -Li $_2$ IrO $_3$的磁序作了具体的预测.
2015-06-15 cond-mat.str-el
Optical magnons with dominant bond-directional exchange interactions in a honeycomb lattice iridate $α$-Li$_{2}$IrO$_{3}$
我们用共振非弹性X射线散射方法研究了蜂窝晶格铱酸盐$α$-Li $_{2}$ IrO $_{3}$中的光学磁振子。在能量区域20-25 meV中的谱表现出动量依赖性，其能量在磁布拉格峰的位置处最高，（$\textit{h}, \textit{k}$）=（$\pm$ 0.32，0），并且朝向（0，0）和（$\pm$ 1，0）降低。我们比较我们的数据与线性自旋波理论的基础上，一个通用的最近邻自旋模型。我们发现，一个占主导地位的键方向的Kitaev相互作用的顺序为20毫电子伏，需要解释在我们的研究中观察到的能量尺度。所观察到的激发被理解为源于光磁振子模式，其强度由结构因子调制，导致表观动量依赖性。我们还观察到扩散磁散射所产生的短程磁相关远高于$\textit{T}_{N}$。与Na $_{2}$ IrO $_{3}$相反，这种漫散射缺乏蜂窝晶格的$C_3$旋转对称性，这表明在$α$-Li $_{2}$ IrO $_{3}$中键的各向异性远非可以忽略.
2021-01-10 cond-mat.str-el
Raman fingerprints of fractionalized Majorana excitations in honeycomb iridate Ag$_3$LiIr$_2$O$_6$
我们报告低温（低至$\sim$ 5 K）拉曼签名最近发现的嵌入蜂窝磁铁银$_3$ LiIr $_2$ O $_6$，一个假定的Kitaev量子自旋液体（QSL）的候选人。Kitaev QSL被预测通过纠缠自旋$S = 1/2$的热分馏来承载Majorana费米子作为其涌现的元激发。我们观察到的证据表明，这种分馏在低能量磁连续体的温度演化窝藏签名的预测费米统计服从巡回马约拉纳准粒子。在$\sim$ 80 K温度以下，样品的拉曼磁化率出现了从常规态到Kitaev顺磁态的转变。此外，在低频声子模式的Fano不对称性的发展和交叉温度以下的综合拉曼散射系数的增强表示振动和马约拉纳费米子激发之间的显着耦合。
2022-01-13 cond-mat.str-el
Predominance of the Kitaev interaction in a three-dimensional honeycomb iridate: from ab-initio to spin model
最近发现的三维超蜂窝状铱酸盐$β$ IrO $_3$，由于其接近理想的晶格结构，为实现自旋轨道纠缠局域矩之间的主导Kitaev相互作用带来了希望。如果这是真的，那么这种材料可能在三维空间中接近人们所追求的量子自旋液体相。利用从头算电子结构计算，我们首先表明，自旋-轨道纠缠的基础，$j_{\rm eff}$ =1/2，正确地捕获的低能电子结构。在强耦合极限下导出的有效自旋模型由从头算结果补充，表明Kitaev相互作用占主导地位。我们表明，可能的参数范围是一致的，在最近的实验中发现的非共面螺旋磁序。所有这些分析表明，$β$ $_2$ IrO $_3$可能是已知材料中最接近Kitaev自旋液体状态的.
2016-01-14 cond-mat.str-el
Origin of the insulating state in honeycomb iridates and rhodates
在自旋-轨道驱动的绝缘铱酸盐（如Na 2 IrO 3和Li 2 IrO 3）的新兴领域中，一个亟待解决的问题是，所观察到的绝缘态是否应该被归类为来自半填充相对论性j_eff=1/2能带的Mott-Hubbard绝缘体，或者被归类为带绝缘体，其中带隙是由自旋-轨道相互作用或库仑关联辅助的。这两种解释之间的区别在于，只有对于前者，强自旋-轨道耦合（λ>~ W，其中W是带宽）是必不可少的。我们合成了等结构、等电子的Li_2RhO_3，并报道了它的电阻率和磁化率。值得注意的是，它显示出绝缘行为以及波动的有效S=1/2时刻，类似于Na 2 IrO 3和Li 2 IrO 3，尽管在Rh 4+（4d 5）中自旋轨道耦合大大降低。我们发现，这种行为具有非相对论性的单电子起源（虽然库仑相关有助于打开间隙），并可以追溯到准分子轨道的形成，类似于那些在Na 2 IrO 3。
2014-01-30 cond-mat.str-el
Spin mixing conductance and spin magnetoresistance of iridate/manganite interface
本文利用自旋泵浦、铁磁共振场移和平面Hall磁电阻测量，研究高温溅射制备的SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3界面，提取自旋混合电导与自旋磁电阻，并发现其自旋Hall角优于Pt基界面。
2022-08-25 cond-mat.str-el
Effect of nonmagnetic dilution in honeycomb lattice iridates Na$_2$IrO$_3$ and Li$_2$IrO$_3$
合成了$_2$（Ir $_{1-x}$ Ti $_x$）O $_3$钠单晶和$_2$（Ir $_{1-x}$ Ti $_x$）O $_3$锂多晶，通过测量磁化率、比热和磁热效应研究了磁损耗对材料磁性能的影响。在这两个系统中，非磁性取代迅速改变磁有序的基态到自旋玻璃，表明强烈的挫折。而对于Li系统的外斯温度$Θ_{\rm W}$保持不变，直到$x=0.55$，强烈的下降$|Θ_{\rm W}|$被发现为Na系统。这表明，只有前一个系统的磁交换超过最近的邻居是占主导地位的。这也通过观察到Li $_2$（Ir $_{1-x}$ Ti $_x$）O $_3$中接近$x=0.5$的模糊量子相变得到证实，即远远超过蜂窝晶格的位点渗透阈值。
2014-06-03 cond-mat.str-el
Fingerprints of Kitaev physics in the magnetic excitations of honeycomb iridates
在寻求实现量子自旋液体的过程中，对Kitaev材料--具有强键方向交换的自旋轨道纠缠莫特绝缘体--的探索占据了中心舞台。然而，在这些材料中，局部自旋-轨道j=1/2矩通常在低温下显示长程磁序，从而对抗自旋液体基态的形成。使用共振非弹性X射线散射（RIXS），我们在这里报告一个近似的自旋液体制度与明确的指纹Kitaev物理在蜂窝状铱酸盐的α-Li 2 IrO 3和Na 2 IrO 3的磁激发。我们观察到一个广泛的连续的磁激发，持续到至少300 K，超过一个数量级大于磁有序温度。通过对共振行为的分析，我们证明了这种连续介质的磁性特征。RIXS测量的动态结构因子的能量内的连续显示，动态自旋-自旋相关性仅限于最近的邻居。值得注意的是，这些光谱观测也存在于磁有序状态的激发能以上的传统磁振子激发。现象学上，我们的数据同意非弹性中子散射结果相关的蜂窝状化合物RuCl 3，建立一个共同的基础，在这些材料中的一个接近Kitaev自旋液体制度。
2019-05-31 cond-mat.str-el
Theory of magnetism and metal-insulator transition in layered perovskite iridates
我们研究了层状Ruddelsden Popper系列的Srn+1 IrnO 3 n +1的金属-绝缘体转变。紧束缚模型的t2 g轨道为n = 1，2，和无穷大的构造，和带色散的变化，由于维数和自旋轨道耦合。确定费米能级附近的状态主要是杰夫= 1/2，我们使用一个有效的哈伯德模型来研究关联的影响。在不同的临界相互作用下，从金属态到各种磁有序态的转变。发现Sr 2 IrO 4是一种倾斜的反铁磁绝缘体，Sr 3 Ir 2 O 7是一种c轴共线的反铁磁绝缘体，SrIrO 3是一种通过磁性金属的非共面倾斜的反铁磁绝缘体。我们推导了强耦合自旋模型，并比较了弱耦合和强耦合极限下的磁有序模式。我们发现，他们是相同的，表明磁有序是不足以证明莫特物理在这一系列的虹膜。
2013-04-22 cond-mat.str-el
Anisotropic magnetoresistance in spin-orbit semimetal SrIrO3
SrIrO 3是Ruddlesden-Popper虹彩酸盐的三维成员，是一种顺磁性半金属，其特征在于自旋轨道耦合和库仑排斥之间的微妙相互作用。本文研究了SrIrO_3薄膜的各向异性磁电阻（AMR），它与自旋轨道耦合密切相关，并探讨了电子输运、磁有序和轨道态之间的相关性。我们发现，低温负磁电阻是各向异性的磁场方向，其角度依赖性揭示了一个四重对称组件以上的临界磁场的外观。我们发现，这AMR组件是磁晶起源，并归因于所观察到的转变场诱导的SrIrO 3的磁状态。
2020-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bond disordered spin liquid and the honeycomb iridate H$_3$LiIr$_2$O$_6$ $-$ abundant low energy density of states from random Majorana hopping
5 d电子蜂窝化合物H $_3$ LiIr $_2$ O $_3$ [K. Kitagawa $et$ $al.$，Nature 554，341-345（2018）]显示出明显的量子自旋液体（QSL）状态。在这种嵌入的自旋轨道化合物中，在比热和核磁共振（NMR）自旋弛豫实验中观察到了低能态的显著堆积。我们发现，键无序Kitaev模型可以自然地解释这种现象，这表明，无序在其理论描述中起着至关重要的作用。在精确可解的Kitaev模型中，通过自旋分数化，我们得到了在随机通量背景下Majorana费米子的随机二分跳跃问题。这具有所需幂律形式$N(E)\propto E^{-ν}$的发散低能量密度态（DOS），其漂移指数取相对强的键无序的值$ν\approx 1/2$。打破时间反演对称性（TRS）可以消除DOS的发散，就像在实验中施加磁场一样。我们讨论了我们的方案对未来实验的影响及其更广泛的影响。
2019-02-06 cond-mat.str-el
Strong antiferromagnetic interaction owing to a large trigonal distortion in the spin-orbit-coupled honeycomb lattice iridate CdIrO$_3$
我们研究了钛铁矿型铱酸盐CdIrO $_3$的磁性，该材料具有由Ir $^{4+}$离子通过固态复分解制备的蜂窝晶格结构。利用粉末样品的磁化强度测量显示了大的有效磁矩和相当强的反铁磁相互作用，表明偏离Kitaev模型。考虑到CdIrO $_3$的磁性与晶体结构之间的关系，并与其他钛铁矿型铱酸盐ZnIrO $_3$和MgIrO $_3$进行比较，我们得出结论：由于IrO $_6$八面体的复分解稳定的大三角畸变，绝缘的CdIrO $_3$不能被描述为$J_{\rm eff} = 1/2$ Mott态。
2020-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Slater Insulator in Iridate Perovskites with Strong Spin-Orbit Coupling
钙钛矿SrIrO 3是一种奇异的窄带金属，由于自旋轨道耦合（SOC）和电子-电子关联的强度的汇合。已经提出，拓扑和磁绝缘相可以通过调整SOC、Hubbard相互作用和/或晶格对称性来实现。在此，我们报道了在高压下合成的SrIr 1-xSnxO 3钙钛矿中，用等价的Sn 4+取代Ir 4+，导致在TN > 225 K时金属-绝缘体转变为反铁磁（AF）相。通过X射线衍射检测到的晶胞体积的连续变化和通过TN冷却时比热的λ形转变证明金属-绝缘体转变是二级的。中子粉末衍射结果表明，Sn取代扩大了八面体位畸变，降低了相对于自旋-自旋交换相互作用的SOC，并导致在TN以下的G型AF自旋有序。高温磁化率的测量显示了Sn取代样品中典型的弱巡回电子磁性的顺磁相的磁耦合的演变。磁有序相的结构对称性降低导致TN以下布里渊区边界处的电子能隙开口，其方式与斯莱特提出的方式相同。
2017-10-04 cond-mat.str-el
Theory of Large Intrinsic Spin Hall Effect in Iridate Semimetals
我们从理论上研究了在铱酸盐或更广泛的具有强自旋轨道耦合的5d过渡金属氧化物中产生大的内禀自旋霍尔效应的机制。我们证明了这种可能性，以正交钙钛矿铱酸盐的非对称晶格对称性，SrIrO $_3$，这是一个三维的半金属节线光谱的例子。结果表明，大的内禀自旋霍尔效应是通过节线周围的近简并电子谱产生的自旋Berry曲率而产生的。这种效应存在，即使当节点线轻轻地缺口了，由于持久的近简并电子结构，表明一个独特的鲁棒性。自旋霍尔电导率的大小被证明是最有名的例子，如掺杂的拓扑绝缘体和最大的任何过渡金属氧化物。为了获得更深入的了解，我们计算了体和薄膜系统的本征自旋霍尔电导率。我们发现，在薄膜的几何限制导致显着的修改的电子状态，导致更大的自旋霍尔电导率在某些情况下。我们比较了我们的研究结果与最近的实验报告中发现的大自旋霍尔效应在SrIrO $_3$薄膜。
2017-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of Magnetic Phase Diagrams in Hyperhoneycomb and Harmonic-honeycomb Iridates
受最近实验的启发，我们考虑一个通用的自旋模型在$j_{\text{eff}}=1/2$基础上的超蜂窝和谐波蜂窝虹彩。基于微观考虑，研究了在Heisenberg-Kitaev模型之外附加的键依赖各向异性自旋交换相互作用（$Γ$）的影响.通过Luttinger-Tisza近似、单$\mathbf{Q}$变分分析和经典Monte Carlo模拟退火方法，得到了超蜂窝和谐波蜂窝（$\mathcal{H}\text{--}1$）晶格的磁相图.由此产生的相图上的两个系统显示存在的无公度，非共面螺旋磁订单以及其他相称的磁订单。螺旋订单显示反向传播的螺旋图案，这可能是有利的相比，最近的实验结果，这两个虹彩。在两个系统中，各种磁序和有序波矢的参数区域非常相似。我们讨论了我们的工作的影响，最近的实验，也比较我们的结果的二维蜂窝状铱酸盐系统。
2014-10-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Recent progress on correlated electron systems with strong spin-orbit coupling
强自旋轨道耦合关联电子系统中新的量子基态的出现是近年来研究的热点。虽然已经认识到自旋-轨道耦合可以在弱相互作用电子系统中提供非平凡的能带拓扑，如在拓扑绝缘体和半金属中，但是电子-电子相互作用在强自旋-轨道耦合系统中的作用尚未完全理解。具有显著电子相关性和强自旋轨道耦合的新材料的可用性现在使得这种研究成为可能。这些材料中的许多含有5d或4d过渡金属元素;突出的例子是铱氧化物或铱酸盐。在这篇综述中，我们简要地讨论了最近的理论和实验进展，这一主题。在提供了一个简要的概述，我们专注于烧绿石铱酸盐和三维蜂窝状铱酸盐。在烧绿石铱酸盐中，我们讨论了体和表面状态的量子临界性，以及在一些拓扑和磁性基态中的表面/边界状态的相关性，无论是在体还是在薄膜配置中。这些边界和散装状态的实验签名进行了讨论。对畴壁的形成和强方向依赖的磁输运也进行了讨论。关于三维蜂窝状铱酸盐，我们认为可能的量子自旋液体阶段和不寻常的磁订单的理论模型与强烈的键相关的相互作用。这些理论的想法和结果进行了讨论，在最近的共振X射线散射实验的三维蜂窝状虹彩。我们还将这些结果与二维蜂窝状虹彩的情况进行了对比。最后，我们展望了其他相关系统。
2015-12-07 cond-mat.str-el
Impact of disorder on dynamics and ordering in the honeycomb lattice iridate Na$_2$IrO$_3$
Kitaev的蜂窝状自旋液体模型及其在诸如$α$ $_3$、Li $_2$ IrO $_3$和Na $_2$ IrO $_3$的材料中的提议实现继续提出关于在非Kitaev相互作用以及不均匀性的存在下自旋液体的动力学如何被修改的公开问题。本文用$^{23}$ Na核磁共振方法研究了单晶Na $_2$ IrO $_3$的静态和动态磁性质。我们发现，NMR位移如下体磁化率高于30 K，但偏离它以下;此外，低于$T_N$的光谱显示了广泛的内部磁场分布。这两个结果提供了证据，在低温下的不等价的磁性网站，表明不均匀性是重要的磁性。自旋-晶格弛豫速率是各向同性的，并在$T_N$处发散，表明Kitaev立方轴可能控制临界量子自旋涨落。在有序的状态下，我们观察到无隙激发，这可能是由网站替代，从温和的混乱出现的缺陷，或可能与附近的量子顺磁状态不同的Kitaev自旋液体。
2020-01-29 cond-mat.str-el
Kitaev-Heisenberg models for iridates on the triangular, hyperkagome, kagome, fcc, and pyrochlore lattices
利用Kitaev-Heisenberg（KH）模型描述了蜂窝晶格上铱酸盐莫特绝缘体的磁相互作用。我们发现，类似的相互作用出现在许多其他的几何形状从边共享IrO_6八面体，包括烧绿石和hyperkagome晶格有关的Ir_2O_4和Na_4Ir_3O_8。Kitaev自旋液体精确解并不推广到这些晶格。然而，一个不同的精确的可解点的蜂窝晶格KH模型，通过一个四个子晶格变换到一个铁磁体，推广到所有这些晶格。一个Klein四群= Z2 xZ 2结构与这个映射相关联（因此是Klein对偶）。如果满足一个简单的几何条件，有限格就具有对偶性。这种对偶性预测波动自由有序状态在这些不同的2D和3D晶格，这是类似的蜂窝晶格KH条纹顺序。这一结果与半经典Luttinger-Tisza近似结合使用，以获得不同晶格上的KH模型的相图。我们还讨论了基于Majorana费米子的Kitaev点平均场论，它是精确的蜂窝格点上的KH模型在不同的晶格。我们将这些模型的丰富行为归因于几何挫折和自旋轨道耦合引起的挫折的相互作用。
2014-02-27 cond-mat.str-el
Emerging magnetism and anomalous Hall effect in iridate-manganite heterostructures
强库仑排斥和自旋轨道耦合是过渡金属氧化物中奇异物理现象的重要来源。最初的尝试调查系统，这两个基本相互作用是非常强的，如3d和5d复杂的氧化物超晶格，揭示的性质，只有轻微的不同，从散装的组成材料。在这里，我们观察到，3D反铁磁绝缘体SrMnO 3和5D顺磁金属SrIrO 3之间的界面耦合是非常强的，产生一个异常的霍尔响应作为电荷转移驱动的界面铁磁性的结果。这些发现表明，低维自旋-轨道纠缠的3d-5d界面提供了一个途径，以揭示技术相关的物理现象，在块体材料中无法实现。
2016-09-07 cond-mat.str-el
Theory of a quantum spin liquid in hydrogen-intercalated honeycomb iridate, H3LiIr2O6
我们提出了一个理论模型，可能已经观察到在最近的实验$\mathrm{H_3Li Ir_2 O_6}$的无间隙自旋液相。尽管该材料具有绝缘和非磁性的性质，但已观察到零磁场下的比热系数$C/T \sim 1/\sqrt{T}$和有限磁场下的$C/T \sim T/ B^{3/2}$ $B$。此外，NMR弛豫速率显示为$1/(T_1T) \sim (C/T)^2$。出于这样的事实，即层间/面内晶格参数减少/拉长的母体化合物$\mathrm{Li_2 Ir O_3}$的氢嵌入，我们认为四层的Kitaev蜂窝晶格模型与额外的层间交换相互作用。结果表明，所产生的自旋液体激发主要驻留在这样的层状结构的顶部和底部层，并具有四次色散。在外加磁场中，每个四次模分裂成四个速度为$v \sim B^{3/4}$的马约拉纳锥。我们认为，在这些“缺陷”层，放置在不同的堆叠模式的蜂窝层之间的自旋液相，可以解释实验的主要现象，这可以被视为证据，Kitaev相互作用中起着主要作用的量子自旋液体在这种材料中的形成。
2018-03-28 cond-mat.str-el
High-pressure versus isoelectronic doping effect on the honeycomb iridate Na$_2$IrO$_3$
我们研究了等电子掺杂和外部压力的影响，在调谐的蜂窝状铱酸钠$_2$ IrO $_3$的基态，通过结合光学光谱与同步辐射X射线衍射测量单晶。得到的光学电导率的Na $_2$ IrO $_3$讨论的Mott绝缘图片与准分子轨道的形成和Kitaev相互作用。随着Li含量的增加，$x$、（Na $_{1-x}$ Li $_x$）$_2$ IrO $_3$更深地移动到Mott绝缘区，并且有迹象表明，直到24%的掺杂水平，化合物更接近Kitaev极限。单晶$α$-Li $_2$ IrO $_3$的光学电导率谱不遵循对直到$x=0.24$的系列观察到的趋势。有强烈的迹象表明，与Na $_2$ IrO $_3$相比，$α$ -Li $_2$ IrO $_3$不太接近Kitaev极限，而更接近准分子轨道图。除了声子模的压力诱导硬化外，Na $_2$ IrO $_3$的光学性质似乎对外部压力具有鲁棒性。通过比较压力引起的晶格参数和电导率的变化与相应的掺杂引起的变化，给出了等电子掺杂导致的电导率的意外演变以及$x=0.24$和$x=1$之间的剧烈变化的可能解释.
2017-11-02 cond-mat.str-el
Robust spin-orbit coupling in semi-metallic SrIrO3 under hydrostatic pressure
本文通过高压 Ir L2,3 边 X 射线吸收谱研究半金属 SrIrO3，发现压力虽增强晶体场并降低 <LS> 约 15%，但有效自旋轨道耦合在 50 GPa 内保持稳健，未出现共价性驱动的破坏。
2025-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of isoelectronic doping on honeycomb lattice iridate A_2IrO_3
本文从实验和理论上研究了（Na $_{1-x}$ Li $_{x}$）$_{2}$ IrO $_{3}$系列化合物。与迄今为止所认为的相反，仅对于$x\leq0.25$，该系统形成均匀的固溶体。对于更大的锂含量，如粉末X射线衍射，扫描电子显微镜和密度泛函理论计算所证明的，该系统显示出的兼容性间隙和相分离成一个有序的Na $_{3}$ LiIr $_2$ O $_{6}$相交替Na $_3$和LiIr $_2$ O $_6$平面，和一个富锂相接近纯锂$_{2}$ IrO $_{3}$。对于$x\leq 0.25$，我们观察到（1）随着Li掺杂直到$x=0.25$，$c/a$增加，尽管纯Li $_{2}$ IrO $_{3}$中的$c/a$小于Na $_{2}$ IrO $_{3}$中的$c/a$，以及（2）反铁磁有序温度$T_{N}$和有序矩逐渐降低。先前提出的磁量子相变在$x\approx 0.7$可能发生在一个多相区，其性质需要重新评估。
2014-06-15 cond-mat.str-el
Magnetism in artificial Ruddlesden-Popper iridates leveraged by structural distortions
我们报道了由单层和双层SrIrO $_3$与SrTiO $_3$间隔组成的超晶格中磁相互作用的调谐。磁散射显示占主导地位的$c$轴反铁磁取向的磁矩的双层证明这些系统作为可行的人工类似物的散装Ruddlesden-Popper系列铱酸盐。在两种超晶格中均观察到磁振子能隙，双层中的能隙大小减小到其体结构类似物Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$的近一半。我们将此分配给修改的各向异性交换驱动的弯曲的$c$轴Ir-O-Ir键和随后的局部环境的变化，通过X射线衍射检测和使用自旋波理论建模。这些发现解释了即使是由虹膜状结构中的异质结构驱动的细微结构调制，也是如何通过自旋轨道耦合来驱动磁相互作用的巨大变化的。
2017-07-27 cond-mat.str-el
On the electronic ground state of two non-magnetic pentavalent honeycomb iridates
研究通过X射线技术揭示两种铱酸盐的电子基态特性，发现Sr₃CaIr₂O₉为非磁性J=0单重态，NaIrO₃为非磁性S=0带绝缘态，强调配体环境对电子结构的影响。
2022-06-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Semimetal and Topological Insulator in Perovskite Iridates
二维层状钙钛矿结构的Sr 2 IrO 4被认为是一种自旋-轨道莫特绝缘体，由于强的自旋-轨道耦合，Hubbard相互作用在J_{eff} = 1/2的窄能带上被放大.另一方面，三维正交钙钛矿（Pbnm）SrIrO 3保持金属性。为了了解金属态的物理起源和可能的过渡到绝缘相，我们构建了一个紧束缚模型SrIrO 3。能带结构具有由低于费米能级的J_{eff} = 1/2带组成的线节点。因此，磁有序的不稳定性被抑制，系统保持金属性。这个线节点，起源于下面的晶体结构，变成一对三维节点的交错的潜在或自旋轨道耦合强度交替层之间的引入。将该电势增加到超过临界强度会引起向强拓扑绝缘体的转变，随后是向正常带绝缘体的另一转变。我们提出，材料构造与交替Ir-和Rh-氧化物层沿（001）方向，如Sr 2 IrRhO 6，是一个强的拓扑绝缘体的候选人。
2012-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Importance of anisotropic exchange interactions in honeycomb iridates. Minimal model for zigzag antiferromagnetic order in Na$_2$IrO$_3$
在这项工作中，我们调查蜂窝铱基系统的磁性的微观性质，通过进行系统的研究，这些化合物中的有效磁相互作用如何取决于各种电子显微参数。我们表明，描述的磁性在一个$_2$ IrO $_3$的极小模型包括各向同性和各向异性Kitaev型自旋交换相互作用之间的最近和次近邻Ir离子，次近邻Ir磁矩之间的Kitaev相互作用的大小是与最近邻相互作用。我们还发现，虽然海森堡和Kitaev最近的邻居之间的相互作用是相应的反铁磁和铁磁，他们都改变下一个最近的邻居的符号。使用经典的蒙特卡罗模拟，我们检查导出的超交换模型的磁相图。锯齿型反铁磁秩序被发现占据了很大一部分的相图的模型，铁磁次近邻海森堡相互作用相关的Na $_2$ IrO $_3$，它可以稳定，即使在第三近邻耦合的情况下。我们的研究结果表明，实验观察到的Z字形相在Na $_2$ IrO $_3$的自然物理起源是由于最近和次最近的邻居之间的Kitaev各向异性相互作用的相互作用。
2014-08-15 cond-mat.str-el
Topological Hall Effect and Emergent Skyrmion Crystal in Manganite-Iridate Oxide Interfaces
标量自旋手征预计将在低温下诱导霍尔响应的有限贡献。我们研究了这种自旋手性驱动的霍尔效应，称为拓扑霍尔效应，在锰氧化物侧的La $_{1-x}$ Sr $_{x}$ MnO $_{3}$和SrIrO $_3$之间的界面。在锰氧化物层的铁磁双交换跳跃，结合Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）的相互作用，这是由于破坏的反转对称性和强自旋轨道耦合从铱酸盐层的界面处产生的，可以产生一个skyrmion晶体（SkX）相的存在下的外部磁场。使用Monte Carlo技术和锰氧化物的双轨道自旋费米子模型，辅以面内DM相互作用，我们得到的相图，揭示在低温下一个明确的SkX相，也是一个低场自旋螺旋相。随着温度的升高，发现了Skyrmion-气相，即冷却后SkX相的前体。拓扑霍尔效应主要出现在SkX相中，如之前在氧化物异质结构中观察到的。我们的结论是，锰铱酸盐超晶格提供了另一个有用的平台，探索了大量的非常规的磁性和输运性质。
2019-05-28 cond-mat.str-el
