Mott 绝缘体中自旋-轨道纠缠对自旋轨道耦合的依赖关系
强关联电子
2020-03-25 v2
摘要
自旋与轨道自由度之间纠缠的概念在理解包括轨道有序材料和自旋液体在内的广泛材料中的各类相与奇异基态方面起着关键作用。我们研究 Mott 绝缘体中的自旋-轨道纠缠如何依赖于相对论起源的自旋轨道耦合的大小。为此，我们对一个一维自旋-轨道模型进行数值对角化，该模型具有不同格点上自旋与轨道之间的“Kugel-Khomskii”交换相互作用，并辅以在位自旋轨道耦合。在自旋轨道耦合相对于自旋-轨道交换较小的区域，基态在很大程度上类似于自旋轨道耦合趋于零极限下得到的基态。另一方面，对于大的自旋轨道耦合，基态可依据模型参数，要么仍表现出可忽略的自旋-轨道纠缠，要么演化为具有完全不同性质的高度自旋-轨道纠缠相，该相由一个有效的 XXZ 模型描述。所呈现的结果表明：(i) 自旋-轨道纠缠可由大的在位自旋轨道耦合诱导，正如在 5d 过渡金属氧化物（如铱酸盐）中所发现的那样；(ii) 对于具有 Ising 型弱自旋轨道耦合的 Mott 绝缘体，例如碱金属超氧化物，自旋轨道耦合对基态的影响在微扰理论的一阶近似中可忽略不计。
引用
@article{arxiv.1911.12180,
title = {How spin-orbital entanglement depends on the spin-orbit coupling in a Mott insulator},
author = {Dorota Gotfryd and Ekaterina M. Paerschke and Jiri Chaloupka and Andrzej M. Oles and Krzysztof Wohlfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.12180},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 8 figures; accepted in Physical Review Research