受阻挫金刚石晶格磁体 NiRh$_2$O$_4$ 的电子结构
强关联电子
2022-08-10 v1 材料科学
摘要
位尖晶石 NiRhO 是已知唯一的自旋为 1 的金刚石晶格磁体实现，并预计会呈现由受阻挫的最近邻与次近邻交换以及轨道简并所驱动的非传统磁现象。先前工作未发现磁有序迹象，但发现了具能隙的色散磁激发，表明可能存在价键磁基态。然而，众多相互竞争的低能自由度与有限的经验微观约束使进一步分析复杂化。在此，我们开展共振非弹性 X 射线散射（RIXS）与 X 射线吸收谱（XAS）以表征 NiRhO 的局域电子结构。RIXS 数据可部分由四面体配位 Ni 的单离子模型描述，并表明存在四方畸变 meV，将 轨道分裂为高能量轨道单态与低能量轨道双重态。我们识别出与 Rh-Ni 双格点激发一致的 RIXS 谱特征，表明 NiRhO 中由氧介导的强金属-金属杂化。我们还通过修饰晶体场激发的声子边带的出现识别出电子-声子耦合特征。这些结果确立了与 NiRhO 磁性相关的关键能量尺度，并进一步证明共价性与晶格动力学在调控 位尖晶石的磁基态中起着重要作用。
引用
@article{arxiv.2205.12296,
title = {Electronic structure of the frustrated diamond lattice magnet NiRh$_2$O$_4$},
author = {B. Zager and J. R. Chamorro and L. Ge and V. Bisogni and J. Pelliciari and J. Li and G. Fabbris and T. M. McQueen and M. Mourigal and K. W. Plumb},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.12296},
year = {2022}
}