具有强自旋 - 轨道耦合的 5d 过渡金属氧化物 Sr2IrO4 中的异常高能瀑布状电子结构
强关联电子
2016-01-12 v1 超导电性
摘要
层状 5d 过渡金属氧化物（如 Sr2IrO4）近年来因自旋 - 轨道耦合、带宽 W 和在位库仑关联 U 之间的相互作用所引发的诸多新奇现象而备受关注。与由于 5d 轨道空间延展性更强及 U 适中而预期的 Mott-Hubbard 模型下的金属行为相反，Sr2IrO4 中观测到了绝缘基态。这种绝缘行为可以通过结合电子关联和强自旋 - 轨道耦合的有效 J_eff=1/2 Mott 绝缘体模型来理解，尽管其有效性目前仍存在争议。特别是，Sr2IrO4 在晶体结构、电子结构、磁结构甚至可能的高温超导性方面，表现出与高温铜氧化物超导体的诸多相似性。在此，我们报道了在 Sr2IrO4 中对异常高能电子结构的新观测。通过对 Sr2IrO4 进行宽能域的高分辨率角分辨光电子能谱测量，我们发现其高能电子结构展现出跨越大能域的异常近垂直能带。这种异常的高能行为类似于在铜氧化物超导体中观测到的高能瀑布特征，为这两个系统之间增添了又一重要相似点。虽然强电子关联在铜氧化物超导体中产生高能瀑布特征方面起着重要作用，但在 Sr2IrO4 中发现的高能反常现象指出了一条通过强自旋 - 轨道耦合和适中电子关联产生奇异电子激发的新途径。
引用
@article{arxiv.1501.04687,
title = {Anomalous High-Energy Waterfall-Like Electronic Structure in 5d Transition Metal Oxide Sr2IrO4 with a Strong Spin-Orbit Coupling},
author = {Yan Liu and Li Yu and Xiaowen Jia and Jianzhou Zhao and Hongming Weng and Yingying Peng and Chaoyu Chen and Zhuojin Xie and Daixiang Mou and Junfeng He and Xu Liu and Ya Feng and Hemian Yi and Lin Zhao and Guodong Liu and Shaolong He and Xiaoli Dong and Jun Zhang and Zuyan Xu and Chuangtian Chen and Gang Cao and Xi Dai and Zhong Fang and X. J. Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.04687},
year = {2016}
}
备注
18 pages, 4 figures