对 Sr$_2$IrO$_4$ 的二维赝自旋 1/2 Mott 绝缘体描述的约束

Sr$_{2}$IrO$_{4}$ 常通过简单的方晶格上受电子-电子相互作用约束的赝自旋 1/2 单带模型来描述，这促进了与铜基超导体的类比，后者被认为可由类似模型很好地描述。在本工作中，我们基于圆偏振自旋和角分辨光电子能谱结合动力学平均场理论计算对低能电子结构的详细研究论证，赝自旋 1/2 模型未能捕捉系统的全部复杂性。我们转而表明，一个考虑完整关联 $t_{2g}$ 流形的现实多带 Hubbard 哈密顿量，提供了自旋-轨道纠缠与电子-电子相互作用之间相互作用的详细描述，并与实验定量相符。我们的分析确定 $j_{3/2}$ 态构成了低能谱权重的很大比例，即由在 $0$ 到 $-1.64$ eV 能量范围内对 $j$ 分辨谱函数积分所确定的约 74%。我们工作中的结果不仅与铱基材料相关，更普遍地与具有紧密间隔能量尺度的多轨道材料研究相关。