蜂窝状铱酸盐中自旋轨道耦合、磁性与二聚化之间的竞争：压力下的 $\alpha$-Li$_{2}$IrO$_{3}$

对蜂窝状铱酸盐 $\alpha$-Li$_{2}$IrO$_{3}$ 进行的同步辐射单晶 X 射线衍射研究揭示了一个压力诱导的结构相变，在临界压力 $P_{c}$ = 3.8 GPa 下对称性由单斜降低为三斜。根据晶格参数随压力的演化，该相变主要影响 $ab$ 平面从而影响到 Ir 六边形网络，导致 Ir–Ir 二聚体的形成。这些观察结果被我们的第一性原理密度泛函理论计算独立预测并证实，我们发现有限压力下 Ir–Ir 二聚体的出现是磁性、关联、自旋轨道耦合与共价键之间微妙相互作用的结果。我们的结果进一步表明，在 $P_{c}$ 处体系经历了磁塌缩。最后我们给出了蜂窝状晶格 $A_{2}$$M$O$_{3}$（$A$= Li, Na 且 $M$ = Ir, Ru）中竞争相互作用的通用图像。