共价性与振动耦合使非磁性 j=3/2 离子具有磁性

对于4$d^1$和5$d^1$自旋轨道耦合电子构型，经典教科书中讨论的非磁性j=3/2四重态基态的概念与观测到的多种磁性性质不一致。在此，我们为钼基和锇基双钙钛矿体系中4$d^1$和5$d^1$离子的电子结构提供新的见解，并揭示了这两类化合物中不同种类的在位多体物理：虽然实验测得的可观磁矩和$g$因子对于4$d$电子归因于金属$d$-配体$p$杂化和动态扬-泰勒相互作用，而对于5$d^1$构型本质上是$d$-$p$共价性。这些结果突出了自旋轨道相互作用、共价性和电子-晶格耦合的微妙相互作用，作为决定4$d$和5$d$量子材料磁性基态性质的主要因素。双钙钛矿结构中的阳离子电荷不平衡进一步被证明允许对$t_{2g}$和$e_g$能级之间能隙的精细调节，这一效应在氧化物电子学的轨道工程背景下具有很大潜力。