面共享铱八面体中共价性驱动强自旋轨道耦合的崩塌

我们报道了 $\textit{ab-initio}$ 密度泛函理论计算与拉曼散射结果，以探索 Ba$_5$CuIr$_3$O$_{12}$ 单晶的电子结构。这种绝缘铱酸盐由面共享的 IrO$_6$ 八面体构成准一维链，无法用通常讨论具有 IrO$_6$ 八面体的铱酸盐化合物电子与磁性质时所采用的局域 $j_{\rm eff}$=1/2 磁矩图像来描述。与角共享或边共享结构相比，面共享几何中更短的 Ir-Ir 距离导致相邻 Ir 之间的强共价性。随后这种强共价性使得在每个 Ir 三聚体上形成分子轨道（MO）作为低能电子自由度。理论预测的联合态密度中的三峰结构——偏离 $j_{\rm eff}$=1/2 图像的明显标志——通过拉曼散射观测电子激发谱中的三峰结构得到验证。