Sr4Os3O12- A Layered Osmate (V,VI) that is Magnetic close to Room Temperature
本文研究了混合价态层状锇酸盐Sr4Os3O12的晶体结构、电子与磁学性质,发现其在室温下表现出软磁行为且具有小带隙半导体特性,强自旋轨道耦合与晶格动力学竞争导致了随温度变化的电子构型转变。
2024-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
New Buckled Honeycomb Lattice Compound Sr3CaOs2O9 Exhibiting Antiferromagnetism above Room Temperature
报道了一种新的2:1有序三重钙钛矿结构Sr 3CaOs 2 O 9的合成、晶体结构和磁性。该化合物在P21/c空间群中结晶,并具有独特的锇屈曲蜂窝晶格。它具有长程反铁磁有序与高尼尔温度为385 K的磁化率,热容量和中子衍射测量证实,是电绝缘的。该化合物也是2:1有序锇酸盐钙钛矿的第一个例子。理论研究表明,Sr 3CaOs 2 O 9具有相当大的反铁磁交换之间的褶皱平面导致高TN。在比较中阐明了已知化合物Sr_3CaRu_2O_9的磁性。在TN = 200 K以下,出现反铁磁有序。
2022-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbit induced mixed-spin ground state in $R$NiO$_3$ perovskites probed by XAS: new insight into the metal to insulator transition
本文报道了$R$ NiO $_3$钙钛矿中Ni L $_{2,3}$边的X射线吸收光谱(XAS)研究。这些化合物随着温度的降低表现出金属到绝缘体($MI$)的转变。L $_{3}$边缘在绝缘状态下呈现出明显的分裂,与较少的杂化基态相关。利用电荷转移多重态计算,我们建立了晶体场和三维自旋轨道耦合的重要性,以创建一个混合自旋基态。我们解释的$MI$过渡在$R$ NiO $_3$钙钛矿在Ni $^{3+}$晶场分裂,诱导从一个基本上低自旋(LS)到混合自旋状态的自旋转变的修改。
2004-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital Properties of Sr3Ru2O7 and Related Ruthenates Probed by 17O-NMR
我们报告了一个站点分离的$^{17}$ O-NMR研究层状钙钛矿结构的单齿酸盐Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$,它表现出近二维输运性质和巡回变磁性在低温下。通过对电场梯度和各向异性Knight位移的紧束缚分析,得到了氧$2p$轨道上的局域空穴占有率和自旋密度.这些数量进行了比较与其他两个层状钙钛矿复合材料:二维顺磁锶$_2$ RuO $_4$和三维铁磁体SrRuO $_3$。在氧位上的空穴非常大,大约每个钌原子有一个空穴。这是由于该化合物中Ru-O键的强共价特性。空穴占有率的大小可能与RuO $_6$八面体的旋转或倾斜有关。在氧位的自旋密度也很大,为体磁化率的20-40%,但与空穴占有率相反,自旋密度强烈地依赖于维数。这一结果表明,在氧位点的态密度起着至关重要的作用,为理解复杂的磁性发现在层状钙钛矿复合物。
2006-12-03 cond-mat.str-el
Short-range charge-order in $R$NiO$_{3}$ perovskites ($R$=Pr,Nd,Eu) probed by X-ray absorption spectroscopy
用Ni K边X射线吸收谱研究了正交晶系$R$ NiO $_{3}$($R$ =Pr,Nd,Eu)钙钛矿中Ni原子周围的短程组织。我们的研究结果表明,两个不同的Ni网站,具有不同的平均Ni-O键长,共存于这些正交化合物和重要的修改,在Ni近邻环境中发生的金属-绝缘体过渡。我们报道了在绝缘状态下存在短程电荷序的证据,正如在单斜化合物中所发现的那样。此外,我们的研究结果表明,这两个不同的Ni网站共存,即使在金属状态。两个不同的镍网站的共存,独立的$R$离子,提供了一个共同的基础来描述这些化合物,并在声子辅助的导电机制和不寻常的反铁磁性的理解中,所有$R$ NiO $_{3}$化合物的新的光。
2004-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-phonon coupling probed by infrared transmission spectroscopy in the double perovskite Ba$_2$YMoO$_6$
在这项工作中,我们研究了局域结构畸变的双钙钛矿Ba $_2$ YMoO $_6$通过红外透射光谱。在300 K时,在$\sim$ 255.1 cm $^{-1}$、$\sim$ 343.4 cm $^{-1}$和$\sim$ 561.5 cm $^{-1}$处观察到三个谱带,它们分别与阳离子Ba $^{2+}$和阴离子YMO $_6^{-2}$之间的运动、Y-O伸缩运动和MoO $_6$八面体的伸缩振动有关.由于晶格常数的收缩,这些模式在冷却时继续硬化。当温度降低到$T \leq$ 130 K时,在$\sim$ 611 cm $^{-1}$处出现了一个额外的声子模,表明MoO $_6$八面体发生了局部畸变.随着温度的进一步降低,其强度增强,峰位不变。这些结果表明,自旋单重态二聚体的形成伴随着MoO $_6$八面体局域结构畸变的发生,为双钙钛矿Ba $_2$ YMoO $_6$中强自旋-声子耦合提供了证据.
2013-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure of Fe and magnetism in the $3d/5d$ double perovskites Ca$_2$FeReO$_6$ and Ba$_2$FeReO$_6$
用软X射线吸收谱(XAS)和磁性圆二色性(XMCD)研究了(i)在$T_{MI} \sim 140$ K下具有金属-绝缘体转变的单斜晶系Ca $_2$ FeReO $_6$和(ii)准立方半金属Ba $_2$ FeReO $_6$陶瓷双钙钛矿中Fe的电子结构和磁性.这些材料显示出不同的Fe $L_{2,3}$ XAS和XMCD谱,这主要与它们不同的平均Fe氧化态有关(对于Ca $_2$ FeReO $_6$,接近Fe $^{3+}$;对于Ba $_2$ FeReO $_6$,介于Fe $^{2+}$和Fe $^{3+}$之间),尽管与等电子(Ca $^{2+}$ /Ba $^{2+}$)取代有关。对于钙$_2$ FeReO $_6$,沿磁场方向的粉末平均Fe自旋矩($B = 5$ T),由XMCD实验探测,强烈减少与先前通过中子衍射获得的自发Fe矩相比,与磁矩被约束保持在易平面内的情况一致。对于$B=1$ T,不饱和XMCD信号被减小到低于$T_{MI}$,这与到易磁化轴状态的磁转变一致,易磁化轴状态进一步减小了场方向上的粉末平均磁化。对于Ba $_2$ FeReO $_6$,场取向的Fe自旋大于Ca $_2$ FeReO $_6$($B=5$ T),并且Fe磁矩的温度依赖性与$T_C^{Ba} = 305$ K下的磁有序转变一致。我们的研究结果说明了显着的影响,这些Fe/Re双钙…
2019-05-13 cond-mat.str-el
The frustrated FCC antiferromagnet Ba2YOsO6: structural characterization, magnetic properties and neutron scattering studies
本文报道了双钙钛矿结构BaPDMATHABMM YOSO $_6$的晶体结构、磁化强度和中子散射测量结果。在290 K和3.5 K下均为$Fm\overline{3}m$空间群,晶胞常数分别为$a_0 = 8.3541(4)$ ~和$8.3435(4)$ ~. Os $^{5+}$($5d^3$)离子占据非扭曲的几何阻挫面心立方(FCC)晶格。居里-外斯温度$θ= -772$ ~K表明存在大的反铁磁相互作用和高度的磁阻挫。磁化强度、Fisher热容量和弹性中子散射表明,在低于$T_{\rm N} \sim 69$ ~K时,存在向长程反铁磁有序的磁转变,其有序矩为1.65(6)~ $μ_B$.有序矩从预期的仅自旋值$\sim 3 μ_B$或在同构Ba $_2$ YRuO $_6$中适合于$4d^3$ Ru $^{5+}$的值2.2(1)~ $μ_B$大大降低,表明自旋轨道耦合(SOC)的作用。三轴中子散射测量的顺序参数建议一个额外的一级跃迁在$T = 67.45$ ~K,和存在的第二个有序状态。%飞行时间非弹性中子的结果表明,一个大的自旋间隙$Δ\sim 17$ ~meV,出乎意料的轨道淬火,$d^3$电子配置。我们讨论了这方面的$\sim 5$ ~meV的自旋间隙中观察到的相关Ru $^{5+}$,$4d^3$立方双钙钛矿Ba $_2$ YRuO $_6$,并属性$\sim 3$倍…
2014-10-02 cond-mat.str-el
Hole dynamics in spin and orbital ordered vanadium perovskites
研究了自旋和轨道有序钙钛矿结构钒酸盐中的空穴动力学。在自旋G型和轨道C型(SG/OC)有序相中,可动空穴与自旋激发(磁振子)耦合;在自旋C型和轨道G型(SC/OG)有序相中,可动空穴与轨道激发(轨道子)耦合。观察到的(SG/OC)秩序的脆弱字符归因于轨道软化所造成的标记磁序参量的减少。提出了利用光谱可以探测钒酸盐中两种自旋轨道有序相中性质不同的空穴动力学。
2004-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Study of Nontrivial Magnetism in 3$d$-5$d$ Transition Metal based Double Perovskites
强关联的3 $d$过渡金属(TM)原子与5 $d$ TM原子的强自旋轨道耦合(SOC)共存是奇异物理现象的潜在宿主。在本工作中,我们研究了La $_2$ CoIrO $_6$(LCIO)中这种共存所产生的磁性,LCIO是体3 $d$ -5 $d$双钙钛矿的代表。为了进一步了解Co-$d$态对Ir-$d$态的影响,我们与同结构的La $_2$ ZnIrO $_6$进行了比较.在第一性原理计算的框架下,利用朗道理论和磁多极分析对磁态进行了深入的分析,结果表明,LCIO中两个组成TM原子处的磁性是由两个不同的磁序参量驱动的,自旋矩作为主要序参量,导致Co中时间反转态的破坏,而更高阶的多极子:Ir磁态的三重偶极。与Ir- $t_{2g}$轨道的紧束缚分析,进一步表明,Ir- $d$状态几乎不受Co- $d$状态的影响,与多极分析一致。在目前的工作中,相关的多极子的计算层次结构可以在中子衍射测量中探索,激励在这个方向上进一步的实验。
2020-01-05 cond-mat.str-el
Orbiton-Phonon coupling in Ir5+(5d4) double perovskite Ba2YIrO6
在原子物理学理论中,Ba_2 YIrO_6是一种莫特绝缘体,在Ir_(5+)d壳层(5d ~ 4)中有4个价电子,被认为是非磁性的,Jeff = 0。然而,最近关于非零磁性的建议提出了一些关于其起源的基本问题。重点是声子动力学,通过拉曼散射探测,作为温度和不同入射光子能量的函数,作为外部扰动。我们的研究揭示了声子自能参数和一阶模的积分强度的强重整化,特别是随着温度的降低和IrO 6八面体相关的模式的异常软化的几个一阶模的红移,以及归因于强非谐声子和与轨道激发耦合的高能拉曼带。二阶拉曼谱带相对于一阶拉曼谱带的重整化表明,高能拉曼谱带对轨道激发有重要贡献。我们的观察表明,强非谐声子与电子/轨道自由度耦合提供了一个旋钮,用于调整传统的电子能级为5d轨道,这可能会引起非零磁性的假设,在最近的理论计算与丰富的磁相位。
2018-10-03 cond-mat.str-el
Giant spin-phonon-electronic coupling in a 5d oxide
材料特性的增强耦合为多功能器件提供了新的基本见解和途径。在这种背景下,5d氧化物提供了合作互动的新范例,驱动了新的涌现行为。这在由磁序驱动的金属-绝缘体转变(MIT)的5d锇酸盐中举例说明。在这里,我们考虑最强大的情况下,5d钙钛矿NaOsO 3,并通过Δω=40 cm-1的频移揭示了自旋和声子之间的巨大耦合,这是任何材料中测得的最大频移。我们确定了占主导地位的八面体呼吸模式,并显示出与自旋有序的等对称性,诱导动态电荷极化,揭示了新的光的MIT。在NaOsO 3中发生剧烈的自旋-声子-电子耦合是由于所有5d材料的共同性质:5d离子的大空间范围。这使得磁性能够以前所未有的规模耦合到声子,从而为增强耦合现象提供了多种新途径。
2015-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct evidence of the orbital contribution to the magnetic moment in AA'FeReO6 double perovskites
本文用X射线微扰CD谱直接测量了AA'FeReO_6双钙钛矿(A,A' = Ba,Sr,Ca)中Re的自旋和轨道磁矩。在所有研究的化合物中观察到相当大的轨道磁矩,尽管八面体配位。对于AA ′ = Ba_2FeReO_6和Ca_2FeReO_6,每个Re原子的相对轨道自旋贡献随晶格畸变从mL/mS = -0.28增加到-0.34。在Fe L2,3-边的初步XMCD测量也揭示了Ca 2FeReO 6中铁的显著轨道矩。讨论了这些结果与化合物磁性的关系。
2005-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multipolar magnetism in d-orbital systems: Crystal field levels, octupolar order, and orbital loop currents
自旋轨道耦合莫特绝缘体中的自旋$J=2$量子磁体具有潜在的多极有序性。我们进行了一个简单的八面体晶体场哈密顿量的精确对角化研究的两个电子,将自旋轨道耦合(SOC)和相互作用,发现无论是明确包括$e_g$轨道,或超越旋转不变的库仑相互作用的$t_{2g}$部门,导致简并打破的$J\!=\!2$水平简并。这可能导致一个低洼的非克拉默斯双峰携带四极和八极矩和一个激发的三重态,支持磁偶极矩,支持我们以前的唯象建议的稳定铁八极秩序的重过渡金属氧化物。我们发现,自发的时间反演对称性破缺由于铁八极有序内的非Kramers双重导致电子轨道环电流。由此产生的内部磁场可以潜在地解释从立方$5d^2$锇酸盐双钙钛矿Ba $_2$ ZnOsO $_6$,Ba $_2$ CaOsO $_6$和Ba $_2$ MgOsO $_6$的μ子自旋弛豫($μ$ SR)实验推断的小磁场,这些小磁场以前被归因于弱偶极磁性。我们对这些材料的氧核磁共振实验作了进一步的预测。我们还研究了反向水平计划,其中的$J\!=\!2$多重分裂成一个低洼的磁性三重态和激发非Kramers双峰,在这种情况下,提出单离子的磁化率的结果,并指出其可能的相关性的钡$_2$ YReO $_6$。我们的工作突出了重过渡金属氧化物和$f$电子基重费米子化合物之间的密切联系。
2020-04-15 cond-mat.str-el
Iron and molybdenum valences in double-perovskite (Sr,Nd)2FeMoO6: electron-doping effect
通过用三价Nd部分取代二价Sr(0 < x < 0.2),对双钙钛矿结构(Sr 1-xNdx)2FeMoO 6进行电子掺杂。用~(57)Fe穆斯堡尔谱研究了Fe的价态和B位有序度。Nd取代Sr增加了Fe和Mo原子占据错误位置的比例,即反位无序。它有非常小的影响,Fe价:一个小的,但可见的异构体位移的增加被认为是为混合价Fe II/III原子占据正确的网站,表明这些原子的二价轻微的运动,这是超过抵消反位Fe原子与III价态的分数增加。因此,有人认为,大部分的电子掺杂是由反位钼原子,这-被包围的六个MoV/VI原子-更喜欢较低的IV/V价态。因此,在Nd取代下,电荷中性要求造成晶格无序,使得低价MoIV/V可以存在。
2003-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic dead layers in La2/3Ca1/3MnO3 thin films probed by X-ray magnetic circular dichroism in reflection
钙钛矿型锰氧化物的表面磁性是近年来研究的热点,因为它们在磁电子器件的实现中起着重要的作用。磁光技术,如X射线磁性圆二色性,是一个非常有效的工具来研究表面磁性,由于其灵敏度的磁性和化学变化在整个样品深度。然而,应用求和规则来确定自旋磁矩可能会导致Mn离子的不确定性高达40%。为了克服这个问题,我们提出了一种替代方法,包括使用X射线磁圆二色性反射几何。通过使用基于4X 4矩阵形式主义的计算机代码来拟合数据,得到了逼真的结果。特别是,我们表明,表面和界面粗糙度是一个正确的描述实验数据和正确的解释结果的主要相关性。通过使用这种方法,我们证明了La 2/3 Ca 1/3 MnO 3薄膜中存在磁性能强烈抑制的狭窄表面区域。
2007-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure of superconducting nickelates probed by resonant photoemission spectroscopy
无限层镍酸盐超导体的发现引起了人们极大的兴趣。虽然Ni $^{1+}$阳离子具有与铜酸盐中Cu $^{2+}$名义上相同的3 $d^9$构型,但电子结构差异仍然难以捉摸。在这里,我们提出了一个软X射线光电子能谱研究的母体和掺杂的无限层Pr-镍酸盐薄膜与掺杂钙钛矿参考。通过识别Ni字符与共振光电发射和比较的密度泛函理论+ U(现场库仑排斥能)计算,我们估计U ~5 eV,小于电荷转移能量$Δ$ ~8 eV,确认Mott-Hubbard电子结构的电荷转移铜酸盐。在费米能级($E_F$)附近,我们观察到母体化合物中占据稀土态的特征,这与自掺杂图像一致。我们的研究结果表明,当比较空穴掺杂的镍酸盐和铜酸盐时,超导转变温度和$E_F$附近的氧2 $p$杂化之间的相关性。
2022-02-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Mott transition in the 5d$^1$ compound Ba$_2$NaOsO$_6:$ a DFT+DMFT study with PAW spinor projectors
本文通过DFT+DMFT计算结合PAW旋量投影子,研究5d$^1$双钙钛矿Ba$_2$NaOsO$_6$的金属-绝缘体转变,发现自旋-轨道耦合并非其能隙形成的主要驱动力,该材料应归类为Mott绝缘体。
2024-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and orbital correlations in multiferroic CaMn$_7$O$_{12}$ probed by x-ray resonant elastic scattering
四重钙钛矿CaMn $_7$ O $_{12}$是一种局部多铁性,其中驱动结构畸变、调制磁性和轨道顺序的电子相关性的层级不是众所周知的,并且可以随温度而变化。X射线共振弹性散射(XRES)提供了一个动量分辨的工具来研究这些现象,即使在非常小的单晶,有价值的信息编码在其偏振和能量依赖性。我们提出了一种应用这种技术的钙锰$_7$ O $_{12}$。通过偏振分析,可以区分与磁序和轨道序相关的超结构反射。鉴于高动量分辨率,我们解决了一个以前未知的分裂的轨道阶超结构峰,在低温下与一个独特的\textit{locked-in}阶段。第二组轨道阶超结构峰然后可以被解释为二次谐波轨道信号。令人惊讶的是,第一和第二谐波轨道信号的强度显示出不同的温度和偏振依赖性。这种轨道重排可能是由交换机制驱动的,在低温下,交换机制在Jahn-Teller不稳定性中占主导地位。
2020-06-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing the Griffiths like phase, unconventional dual glassy states, giant exchange bias effects and its correlation with its electronic structure in Pr2-xSrxCoMnO6
研究了空穴取代(Sr ~(2+))部分B位无序双钙钛矿Pr_2-xSr_xCoMnO_6体系的电子结构、电输运、直流和交流磁化性质。采用X射线光电子能谱(XPS)测量的电子结构进行了探测。研究表明,B位离子(Co2+/Co 3+和Mn 3 +/Mn 4+)的混合价态的存在下,由于空穴掺杂的平均氧化态的显着增强。纯样品(x=0.0)和Sr掺杂样品(x=0.5)的价带(VB)谱中费米能级附近都没有电子态,表明样品具有绝缘性质。观察到Sr取代增加费米能级附近的光谱权重,这表明空穴掺杂系统的导电性增强。电阻率测量的温度变化揭示了两种系统的绝缘性质,从而支持VB光谱结果。直流磁化数据泄露了格里菲斯像以上的长期订购温度相。交流极化率研究表明,在掺杂和纯体系中,由反位无序驱动的类重入自旋玻璃相是一种典型的自旋玻璃相.最有趣的是,出现了一个新的集群玻璃状相(低于磁有序温度和以上的自旋玻璃化转变温度)单独驱动的Sr取代已解开交流磁化动力学研究。等温磁化强度的测量进一步探讨了巨交换偏置效应的表现,所产生的多个磁相的存在。
2019-04-20 cond-mat.str-el
B-site spin-state and anti-site disorder driven multiple-magnetic phases: Griffiths phase, re-entrant cluster glass and exchange bias in double perovskite Pr$_2$CoFeO$_6$
我们报告的综合实验结果确定磁自旋有序和磁化动力学的双钙钛矿Pr 2CoFeO 6采用(直流和交流)磁化,粉末中子衍射(NPD)和X射线磁性圆二色性(XMCD)技术。X射线衍射和中子衍射研究表明,Pr_2CoFeO_6为B位无序正交晶系,空间群为Pnma。此外,从头算能带结构计算表明该系统的绝缘反铁磁(Fe-Fe)基态。磁性测量表明,该体系具有一系列有趣的磁相,包括长程反铁磁(倾斜)自旋有序(TN ~269 K)、Griffiths相、再入团簇玻璃(RCG)(TG~ 34 K)和交换偏置。然而,NPD研究揭示了Fe自旋的长程G型(低于TN ~269 K)自旋有序的表现。利用交流磁化率技术研究了该体系的自旋动力学,证实了该体系在高温下具有长程有序性,在~34 K时发生了RCG转变。在长程有序温度TN ~269 K以上,通过非解析场的磁化强度变化和海森堡自旋弛豫证实了Griffiths相的存在。发现与B位(Co/Fe)有关的反位无序是所观察到的多磁相的主要驱动力。此外,通过X射线吸收光谱(XAS)研究探测的电子结构表明,两个B位离子(Co/Fe)的标称价态均为+3,这反过来触发了系统中的反位无序。磁性,XRD,NPD和XAS分析得到了低自旋态(LS)的Co 3+离子。Co 3+(LS)离子对磁性Fe 3+(HS)离子的随机非磁性稀释作用在显示体系磁性方面起着至关重要的作用。
2018-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic ordering and structural phase transitions in strained ultrathin SrRuO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ superlattice
钌基钙钛矿系统很有吸引力,因为它们的结构,电子和磁性可以系统地设计。SrRuO $_3$ /SrTiO $_3$超晶格的周期为一个单胞,对应变变化非常敏感。我们的第一性原理模拟表明,在高拉伸应变区,它从铁磁(FM)金属过渡到反铁磁(AFM)绝缘体具有明确的倾斜八面体,而在低应变区,它是一个铁磁金属没有八面体倾斜。详细分析了三个自旋向下的Ru-t $_{2g}$轨道,发现这些轨道的分裂是这些剧烈的相变的基础,RuO $_6$八面体的转动力常数高达16 meV/Deg $^2$,比TiO $_6$大4倍.与以往的研究不同,这些跃迁可以通过对角和非对角介电张量元进行光学探测。对于1%的应变变化,我们的实验自旋力矩变化为-0.14 $\pm$ 0.06 $μ_B$,与我们的理论值-0.1 $μ_B$在数量上一致。
2012-08-29 cond-mat.str-el
Correlation effects and hidden spin-orbit entangled electronic order in parent and electron-doped iridates Sr$_2$IrO$_4$
高T $_c$铜酸盐的类似物长期以来一直在过渡金属氧化物中寻找。由于强的自旋-轨道耦合(SOC),$5d$钙钛矿铱酸盐Sr $_2$ IrO $_4$表现出与铜酸盐非常相似的低能电子结构。超导态是否存在,就像铜氧化物一样,需要理解相关的自旋轨道纠缠电子态。最近的实验发现,在母体和电子掺杂的铱酸盐中隐藏着秩序,其中一些与铜酸盐有惊人的相似之处,包括费米表面口袋,费米弧和赝能隙。本文研究了从能带理论导出的五轨道模型中的关联效应和无序效应。我们发现,实验观察结果是一致的$d$波自旋轨道密度波顺序,打破了一个联合的双重自旋轨道旋转的对称性,其次是晶格平移。当电子在Ir原子之间跳跃时,由于自旋过程,存在Berry相和元胞自旋通量,类似于量子自旋霍尔绝缘体中的位间SOC。相关的交错循环$J_\text{eff}=1/2$自旋电流可以通过自旋电子学中的自旋电流检测的先进技术来探测。这种电子秩序可以自发地从空间扩展的铱$5d$轨道之间的位间库仑相互作用中出现,将金属态转变为电子掺杂的准2D狄拉克半金属,这对最近的实验所建议的可能的超导态具有重要意义。
2017-10-25 cond-mat.str-el