Tb掺杂Sr2IrO4中反铁磁态与绝缘态的解耦
强关联电子
2016-01-20 v1
摘要
Sr2IrO4 是一种自旋-轨道耦合绝缘体，在 K 处发生反铁磁（AFM）相变。我们报告了对单晶 Sr2Ir1-xTbxO4 的综合研究结果。该研究发现，仅有 3%（x=0.03）的四价 Tb4+(4f7) 替代 Ir4+（而非 Sr2+）即可完全抑制长程共线 AFM 相变，但保留了绝缘态，从而形成了一张以磁相互作用与电荷能隙解耦为特征的相图。x=0.03 时的绝缘态表现为低温下异常大的比热，以及在中子衍射中具有位于 (0.95, 0, 0) 和 (0, 0.95, 0) 磁布拉格峰的非公度磁态，表明存在螺旋或自旋密度波序。显然，Tb掺杂有效改变了 SOI 与四方 CEF 的相对强度，增强了与 SOI 竞争的 Hund 法则耦合，并使 AFM 态失稳。然而，AFM 的消失并未伴随金属态，这主要是因为 Ir 和 Tb 位置的能级失配削弱了电荷载流子的跃迁，从而维持了持久的绝缘态。本工作突显了 AFM 态与绝缘态之间的一种反常关联，即在铱酸盐中磁相变对电荷能隙的形成不起关键作用。
引用
@article{arxiv.1511.06019,
title = {Decoupling of the Antiferromagnetic and Insulating States in Tb doped Sr2IrO4},
author = {J. C. Wang and S. Aswartham and Feng Ye and J. Terzic and H. Zheng and Daniel Haskel and Shalinee Chikara and Yong Choi and P. Schlottmann and Radu Custelcean and S. J. Yuan and G. Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.06019},
year = {2016}
}
备注
8 figures