混合价 Mott-Hubbard 绝缘体 NaCu2O2 的各向异性光学响应
强关联电子
2015-05-30 v1
摘要
我们报告了对 NaCu2O2 的综合光谱椭圆偏振研究结果，该化合物由共享边的 Cu2+O4 平面四方链和处于 O-Cu1+-O 哑铃构型的 Cu1+ 离子平面组成，研究光谱范围为 0.75-6.5 eV，温度范围为 7-300 K。光偏振平行于 Cu1+ 平面时的介电函数谱揭示了带间激发的强面内各向异性。强而尖锐的吸收带峰值位于 3.45 eV（3.7 eV），主导了沿（垂直于）Cu2+O2 链偏振的光谱。它们叠加在 2.25 eV（2.5 eV）吸收边以上的平坦且无特征的平台上。基于密度泛函计算，异常吸收峰可归因于由 Cu1+ 3dxz(dyz) 和 Cu2+ 3dxy 轨道形成的能级之间的跃迁，这些轨道与 O p 态强烈杂化。背景响应的主要贡献来自 Cu1+ 3dz2 和 4px(py) 能带之间的跃迁。这一归属解释了测得的面内各向异性。当冷却至 100 K 以下时，沿 Cu2+O2 链的介电响应发展出以 2.1 和 2.65 eV 为中心的弱双峰结构，同时沿 Cu2+O2 链出现自旋关联。这些特征与在单价 Cu2+O2 链化合物 LiCuVO4 中观察到的特征惊人地相似，后者被识别为与跃迁至上 Hubbard 带相关的激子双重态，这是沿链相邻 Cu2+ 位点间电子长程库仑相互作用的结果。对这些特征光谱权重的分析得出了表征 onsite 和长程库仑相互作用的参数。
引用
@article{arxiv.1109.4120,
title = {Anisotropic optical response of the mixed-valent Mott-Hubbard insulator NaCu2O2},
author = {Y. Matiks and A. N. Yaresko and K. Myung-Whun and A. Maljuk and P. Horsch and B. Keimer and A. V. Boris},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.4120},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 12 figures