金属氧化铱 IrO$_{2}$ 中强自旋 - 轨道耦合稳定的复杂轨道态

对金属氧化铱 IrO$_{2}$ 进行了共振 X 射线衍射实验。我们观测到了磁化率各向异性张量 (ATS) 散射，其光谱在 $L_{3}$ 和 $L_{2}$ 边之间显示出鲜明对比。在 $L_{3}$ 边，清晰地观测到了从核心 2$p$ 轨道到 5$d$ $t_{2g}$ 和 $e_{g}$ 轨道的共振激发。相比之下，与 5$d$ $t_{2g}$ 轨道相关的共振模式在 $L_{2}$ 边无法分辨。这种对比行为表明，由于 5$d$ 过渡金属离子中强烈的自旋--轨道耦合，Ir 5$d$ $t_{2g}$ 轨道非常接近 $J_{\rm eff}$ = 1/2 态，这与莫特绝缘体 Sr$_{2}$IrO$_{4}$ 中的情况类似。我们的结果清楚地表明，ATS 散射是研究金属态中复杂轨道态的有效探针。此类态会引发自旋霍尔效应等新现象。