LiFePO$_4$ 中由晶体场、自旋轨道耦合和自旋波引起的混合激发
强关联电子
2017-03-15 v1
摘要
我们通过非弹性中子散射，在 LiFePO 单晶的反铁磁转变温度上下宽温度范围内，报告了该体系的自旋波和晶体场激发。特别地，我们在 K 以下发现了额外的激发，这些激发几乎无色散，且在磁区中心附近最强。我们表明，这些激发对应于 Fe 热占据激发态之间的跃迁，这些激发态源于晶体场和自旋轨道相互作用导致的 能级分裂。这些激发还因铁原子周围氧八面体的高度畸变而进一步增强。在 以上，至少在 720 K 仍能观察到磁涨落，并在约 4 meV 处有额外激发，这很可能由自旋轨道和晶体场相互作用引起的单离子分裂所致。后者在 720 K 时相比 100 K 略有减弱，这与使用单离子模型计算的截面一致。我们利用 MF-RPA 模型进行的理论分析，既提供了 Fe 壳层的详细谱图，也给出了平均有序磁矩和 的估计。通过将 MF-RPA 模型应用于其他 LiPO（ Mn、Co 和 Ni）的一些现有自旋波结果，我们能够对磁矩大小和转变温度做出合理的预测。
引用
@article{arxiv.1608.05761,
title = {Hybrid excitations due to crystal-field, spin-orbit coupling and spin-waves in LiFePO$_4$},
author = {Yuen Yiu and Manh Duc Le and Rasmus Toft-Peterson and Georg Ehlers and Robert McQueeney and David Vaknin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.05761},
year = {2017}
}
备注
7 pages, 4 figures