烧绿石型锇酸盐 Cd2Os2O7 中磁性金属-绝缘体转变处的涌现激发
强关联电子
2016-08-31 v1 材料科学
其他凝聚态物理
摘要
5d 氧化物所展现的丰富物理现象超出了成功解释 3d 氧化物电子和磁性性质的 Mott-Hubbard 范式。在带宽增大和电子关联减弱的极限下，强自旋-轨道耦合（SOC）在多大程度上驱动新型电子态的形成，正如金属-绝缘体转变（MIT）的存在所体现的那样，已受到广泛关注。SOC 被认为在诸如铱酸盐（Ir4+）等 5d5 系统中起主导作用，这些系统经历可能与磁有序密切关联也可能无关的 MIT，烧绿石和钙钛矿系统分别是前者和后者的例子。然而，SOC 在其他 5d 构型中的作用尚不明确。例如，5d3（如 Os5+）系统预期具有轨道单重态，因而 SOC 在基态中的效应减弱。尽管如此，烧绿石型锇酸盐 Cd2Os2O7 仍表现出与磁有序紧密交织的 MIT，其现象类似于烧绿石型铱酸盐。本文报道了首次对锇化合物进行的共振非弹性 X 射线散射（RIXS）测量，使我们能够确定控制 Cd2Os2O7 中 MIT 的关键电子和磁性能量尺度，并以详细的量子化学计算作为基准。特别是，我们揭示了在 MIT 处涌现的一种磁激发，它对应于来自伊辛型全进/全出磁基态的多个自旋翻转过程的叠加。我们结合 SOC 在 5d 系统中磁介导 MIT 里的作用对结果进行了讨论。
引用
@article{arxiv.1508.01848,
title = {Emergent excitation at the magnetic metal-insulator transition in the pyrochlore osmate Cd2Os2O7},
author = {S. Calder and J. G. Vale and N. A. Bogdanov and X. Liu and C. Donnerer and M. H. Upton and D. Casa and M. D. Lumsden and Z. Zhao and J. -Q. Yan and D. Mandrus and S. Nishimoto and J. van den Brink and J. P. Hill and D. F. McMorrow and A. D. Christianson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.01848},
year = {2016}
}