萤石相关铱酸盐 Pr$_3$IrO$_7$ 的晶体生长、结构、磁性、热力学与光学性质

近年来，重 5$d$ 金属氧化物中的自旋轨道耦合，尤其是铱酸盐，因奇异电子与磁相的实现而受到极大关注。本文报道三元铱酸盐 Pr$_3$IrO$_7$ 的合成、结构、磁性、热力学与光学性质。Pr$_3$IrO$_7$ 单晶已通过 KF 助熔剂法生长。结构分析表明，Pr$_3$IrO$_7$ 结晶为 $Cmcm$ 对称的正交相。电子能量损失谱研究指出 Pr 处于 3+ 价态，这意味着 Ir 为 5+ 氧化态。在高、低磁场下测量的磁化数据未显示 $M_{ZFC}$ 与 $M_{FC}$ 之间的任何分叉，但在 $T^*$$\sim$10.4~K 处观察到 $M(T)$ 中的弱驼峰。比热数据在 $\sim$253 K 和 $\sim$4.8 K 处呈现两个极大值。光学电导率 $\sigma_1(\omega)$ 谱显示出 24 个红外活性声子模，并揭示出光学带隙 $\Delta_{OP}$ 约为 $\sim$500~meV 的绝缘行为。降温过程中，温度依赖的反射谱揭示在结构相变（$\sim$ 253 K）以下出现八个额外声子模。在红外活性模频率的温度演化中于 $T^*$ 附近观察到反常，表明体系中存在着显著的自旋-声子耦合。