5d过渡金属氧化物IrO2电子结构中的反常现象
强关联电子
2021-09-28 v1
摘要
基于Ir的材料因观察到被认为由自旋轨道耦合驱动的绝缘相而备受关注，而Ir的5d态由于其较大的轨道延展性预期为弱关联。IrO2作为一种简单的二元材料，表现出金属性基态，这似乎偏离了大多数其他基于Ir的材料的行为以及该类材料中的多种理论预测。我们利用涵盖从紫外到硬x射线波段的光子能量的高分辨光电子能谱，在不同温度下研究了IrO2的电子结构。实验谱显示，与表面电子结构相比，块体中的Ir-O共价性增强。自旋轨道分裂的Ir核心能级峰的分支比被发现大于其原子值，并在块体电子结构中进一步增强。这种对核心能级谱的原子描述的偏离，体现了由于固态效应导致的轨道矩增强。价带谱可在密度泛函理论框架内被很好地描述。价带谱中特征的光子能量依赖及其与计算结果的比较表明，费米能级附近的特征以Ir 5d为主；O 2p峰出现在更高的结合能处。有趣的是，费米能级处特征的O 2p贡献显著，并在低温下增强。这揭示了随冷却发生的轨道选择性共价性增强，构成了对这些体系所提出的纯自旋轨道耦合机制的反证。
引用
@article{arxiv.2109.12330,
title = {Anomalies in the electronic structure of a 5$d$ transition metal oxide, IrO$_2$},
author = {Swapnil Patil and Aniket Maiti and Surajit Dutta and Khadiza Ali and Pramita Mishra and Ram Prakash Pandeya and Arindam Pramanik and Sawani Datta and Srinivas C. Kandukuri and Kalobaran Maiti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.12330},
year = {2021}
}