铜氧化物化合物L边共振非弹性X射线散射中的磁激发

我们研究了未掺杂铜氧化物中L边共振非弹性X射线散射（RIXS）的磁激发谱。我们分析了二阶偶极允许过程，即强扰动通过中间态起作用，在该中间态中，芯空穴位点的自旋自由度丧失。在忽略对近邻位点扰动的近似下，我们推导了改变偏振的散射通道中的自旋翻转末态，这使得RIXS谱可表示为横向自旋分量的动力学结构因子。我们假设在不改变偏振的通道中存在一个球对称形式的自旋守恒末态，这使得RIXS谱可表示为“交换”型多自旋关联函数。通过在有限尺寸团簇上数值评估到达这些末态的跃迁振幅，我们发现与自旋翻转末态相比，到达自旋守恒末态的跃迁振幅相当可观。我们采用1/S展开方法处理末态中的巡游磁激发。通过评估1/S的高阶修正，我们发现单磁振子激发产生的峰强度减弱，而三磁振子激发产生的连续谱出现。两个磁振子之间的相互作用通过求和梯形图来处理。基于这些结果，我们分析了Sr_2CuO_2Cl_2中的L_3边RIXS谱，并与实验进行了比较。研究表明，三磁振子激发以及双磁振子激发在单磁振子峰的高能侧产生了强度，使得谱形不对称且具有较宽的宽度，与实验吻合良好。