Ilmenite $A$IrO$_3$ ($A$ = Mg, Zn, Cd) 与超蜂窝 $\beta$-ZnIrO$_3$ 中晶场场与离子内相互作用的演化

具有 $t_{2g}^5$ 电子配置的自旋轨道 Mott 绝缘体是 Kitaev 自旋液体的理想平台,但需精细调控其晶体结构以抑制非-Kitaev 相互作用。本文利用 Ir $L_3$-边谐振非弹性 X 射线散射(RIXS)研究了 ilmenite 结构的 $A\mathrm{IrO}_3$ ($A = \mathrm{Mg}, \mathrm{Zn}, \mathrm{Cd}$)以及超蜂窝结构的 $\beta\text{-}\mathrm{ZnIrO}_3$的局部电子结构。多重态分析揭示了在 $A$ 站位化学取代下晶场场与离子内相互作用参数系统性演化。我们观察到随 $A$ 站位离子半径增大,三轴扭曲程度显著增强。这为 $\mathrm{CdIrO}_3$ 中偏离理想 $J=1/2$ 态及抗磁相互作用提供了微观解释。此外,ilmenite 结构的 $\mathrm{ZnIrO}_3$与超蜂窝结构的 $\beta\text{-}\mathrm{ZnIrO}_3$的局部多重态参数几乎相同,表明其不同的磁基态主要由其不同的晶格结构而非单离子性质决定。这为理解晶场场失真如何控制 Kitaev 候选材料中的磁哈密顿量提供了坚实基础。