稀土磁体 $A_2$PrO$_3$（$A$=碱金属）中的交换相互作用：再探讨
强关联电子
2024-10-11 v1
摘要
由于电子关联与自旋轨道耦合之间的协同作用，稀土材料有望实现新奇的磁态。最近，准二维蜂窝状磁体 PrO（ = 碱金属）被预测为 Kitaev 量子自旋液体的良好候选者，因为 Kitaev 型依赖于键的各向异性相互作用超越了不依赖于键的各向同性 Heisenberg 相互作用。然而，实验观测结果是否定的，这质疑了基于传统 Russell-Saunders 耦合方案的猜想中假设的 Pr 离子能级层次。我们在此通过明确考虑超越该假设的离子态，重新探讨这些 Pr 化合物中的交换相互作用。我们表明，相对于自旋轨道耦合，增加八面体晶体场劈裂（此前被假设为可忽略不计）时，Kitaev 型相互作用会被抑制，相较于占主导的 Heisenberg 相互作用退居次要地位。我们的发现将这一矛盾归因于高价 Pr 独特的离子态，从而化解了该矛盾。
引用
@article{arxiv.2404.17058,
title = {Exchange Interactions in Rare-earth Magnets $A_2$PrO$_3$ ($A$= alkali metals): Revisited},
author = {Seong-Hoon Jang and Yukitoshi Motome},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.17058},
year = {2024}
}