CoFe2O4 中的局部对称性破缺与轨道玻璃行为
强关联电子
2025-06-23 v1
摘要
利用SR-XRD、HAXPES、XANES、EXAFS和拉曼光谱等互补表征技术研究了钴酸锰 (CoFe2O4) 中的结构畸变、轨道关联和电子态。SR-XRD确认了相纯度，并在200 K至100 K之间发现温度依赖的超格栅反射，表明由合作Jahn-Teller畸变（JTD）驱动的短程轨道有序。该特征在低于100 K时消失，表明轨道冻结和玻璃样轨道状态的出现。HAXPES测量显示Co和Fe 2p核心电子水平的多重态分裂和电荷转移卫星特征，表明混合价态和强电子关联。XANES分析揭示了混合p-d态和局部坐标畸变。温度依赖的EXAFS测量表明局部无序增加，特别是Fe-O和Fe-Fe八面体键，体现在Debye-Waller因子的增大。这些畸变归因于阳离子重新分布和氧空位，为静态且不对称，主要影响八面体亚晶体。值得注意的是，在中间温度范围（200-100 K）中出现合作Jahn-Teller畸变的迹象，而在进一步冷却后消失。拉曼光谱进一步支持这些发现，在相同的温度范围内揭示了声子异常和增强的自旋-声子耦合。磁学测量表明自旋重新取向和交换相互作用异常，与轨道行为一致。这些结果暗示CoFe2O4中可能存在受限的轨道态，涉及合作Jahn-Teller畸变、破坏的长程相干性以及轨道玻璃行为，为转轴体系中轨道、自旋和晶格自由度之间的耦合提供了新视角。
引用
@article{arxiv.2506.16857,
title = {Local symmetry breaking and orbital glass behaviour in CoFe2O4},
author = {Soumya Shephalika Behera and Isha and Arvind Kumar Yogi and V R Rao Medicherla and Parasmani Rajput and Archana Sagdeo and Jaspreet Singh and Vasant Sathe and R J Choudhary},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.16857},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 13 fugures, 3 tables