层状钌酸盐电子结构的电荷转移模型

受早期关于层状钌酸盐（Sr$_2$RuO$_4$ 和 Ca$_2$RuO$_4$）电子结构的实验结果与\textit{ab initio}研究的启发，我们引入并研究了描述单个 RuO$_4$ 层的多带 $d-p$ 电荷转移模型，类似于高温 $T_c$ 铜氧化物中包含顶端氧轨道的单个 CuO$_2$ 平面的电荷转移模型。本模型考虑了最近邻各向异性钌-氧 $d-p$ 和氧-氧 $p-p$ 跳跃矩阵元、晶体场劈裂和自旋轨道耦合。轨道内库仑排斥和洪德交换不仅定义在钌离子上，也定义在氧离子上。我们的结果表明 RuO$_4$ 层不能被视为纯钌 $t_{2g}$ 体系。我们考察了一种不同的情形，其中钌 $e_g$ 轨道部分占据，并强调了氧轨道的重要性。我们指出，基于离子构型（每个 RuO$_4$ 单元有 $n_0=4+4\times 6=28$ 个电子）的理想化模型的预测与 Sr$_2$RuO$_4$ 的实验事实不符，这些事实支持我们的发现，即 $d-p$ 态中的电子数明显更少。事实上，我们发现单个 RuO$_4$ 单元的 $d$ 和 $p$ 轨道的电子占据数 $n=28-x$，比离子模型中的少至少 1--1.5 个电子，并且对应于自掺杂 $x\simeq 1.5$。