反铁磁电荷转移绝缘体中的激子-自旋相互作用
强关联电子
2023-11-16 v2
摘要
我们从一个捕捉电荷转移(CT)绝缘体物理重要方面的微观关联模型出发,推导激子-自旋相互作用,以探讨与激子产生相关的磁性。我们提出一个由过渡金属 d 轨道与配体 p 轨道耦合团簇组成的最小模型,该模型抓住了局域原子与电子结构的基本特征。首先,通过将分子轨道图像应用于配体 p 轨道,我们确定了团簇内的最低能量态与光学允许激发态。接着,我们推导了由团簇间跳跃所介导的两个团簇之间的有效相互作用,其中包括激子-自旋耦合。关联效应与 CT 激子的空间结构之间的相互作用导致了具有空间各向异性的强磁交换耦合。最后,我们在有效模型中计算了光学激发谱,以获得对磁性材料中光学观测到的磁边带的见解。我们证明,激子周围因强烈增强的局域自旋相互作用而引起的自旋翻转激发产生了磁边带。
引用
@article{arxiv.2308.03309,
title = {Exciton-spin interactions in antiferromagnetic charge-transfer insulators},
author = {Tatsuya Kaneko and Yuta Murakami and Denis Golež and Zhiyuan Sun and Andrew J. Millis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.03309},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 8 figures