关联极性金属 Ca$_3$Ru$_2$O$_7$ 中电子驱动的自旋重取向转变
强关联电子
2020-08-04 v1
摘要
固体中的极性畸变产生了铁电体中可切换宏观极化的已知功能，并且当与强自旋轨道耦合结合时，可介导电子态的巨自旋分裂。虽然在绝缘体中通常发现，但类铁电畸变可对抗增加的巡游性保持稳健，产生所谓的“极性金属”。本文中，我们研究 CaRuO 的温度依赖电子结构，这是一种关联氧化物金属，其中八面体倾斜和转动结合介导显著的极性畸变。我们的角分辨光电子能谱测量揭示了在 48 K 穿过耦合的结构与自旋重取向转变时一个大空穴型费米面的破坏，伴随准粒子相干性的突然 onset。我们展示这些如何由隐藏的 Rashba 型自旋轨道耦合介导的能带杂化所导致。这由体结构畸变实现，并在自旋重新取向垂直于 Ru 位点的局域对称性破缺势时解锁。我们认为与能带杂化相关的电子能量增益实为相变的关键驱动因素，反映了自旋轨道耦合与强电子关联之间的精细相互作用，并揭示了在固体中控制磁有序的新途径。
引用
@article{arxiv.2001.09499,
title = {Electronically driven spin-reorientation transition of the correlated polar metal Ca$_3$Ru$_2$O$_7$},
author = {I. Marković and M. D. Watson and O. J. Clark and F. Mazzola and E. Abarca Morales and C. A. Hooley and H. Rosner and C. M. Polley and T. Balasubramanian and S. Mukherjee and N. Kikugawa and D. A. Sokolov and A. P. Mackenzie and P. D. C. King},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.09499},
year = {2020}
}
备注
Contains 6+5 pages, including supplementary information