光学椭偏术探测LaMnO_3中的低能Mott-Hubbard激发
强关联电子
2015-05-13 v1
摘要
我们展示了对一个未孪生、近乎化学计量比的LaMnO_3晶体在1.2-6.0 eV光谱范围、温度20 K < T < 300 K下的全面椭偏研究。沿Pbnm正交晶胞b轴和c轴的复介电响应ε^b(ν)和ε^c(ν)在实验覆盖的光谱范围内具有高度各向异性。ε^b(ν)和ε^c(ν)之间的差异随温度降低而增大，并且在顺磁态中观察到的逐渐演化因在T_N = 139.6 K处A型反铁磁长程有序的出现而显著增强。除了最低能隙激发（2 eV）的温度变化外，在更高能量4-5 eV处观察到相反的变化，这些变化出现在一个宽带背景上，该背景源于电荷转移能4.7 eV附近强偶极允许的O 2p - Mn 3d跃迁。基于在磁有序时观察到低能和高能特征之间显著的谱权重转移，它们被归因于Mn电子的高自旋和低自旋位点间d^4d^4 - d^3d^5跃迁。最低能光学带的各向异性以及由反铁磁自旋关联引起的谱权重移动，通过一个有效的自旋-轨道超交换模型得到了定量描述。通过对Mn e_g电子位点间跃迁的多重态结构进行分析，我们估算了LaMnO_3中有效的原子内库仑相互作用、洪德交换耦合以及e_g轨道间的Jahn-Teller分裂能。本研究将2 eV处的最低能光学跃迁识别为位点间d-d跃迁，其能量相较于从裸原子内库仑相互作用得到的能量显著降低。
引用
@article{arxiv.0907.5098,
title = {Low-energy Mott-Hubbard excitations in LaMnO_3 probed by optical ellipsometry},
author = {N. N. Kovaleva and Andrzej M. Oles and A. M. Balbashov and A. Maljuk and D. N. Argyriou and G. Khaliullin and B. Keimer},
journal= {arXiv preprint arXiv:0907.5098},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 14 figures