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基于二聚体的六方钙钛矿Ba$_{3}$ZnRu$_{2}$O$_{9}$的磁基态

强关联电子 2025-03-17 v2

摘要

我们利用磁化率测量和共振非弹性X射线散射(RIXS)研究了基于钌二聚体的六方钙钛矿Ba3_{3}ZnRu2_{2}O9_{9}单晶的磁基态。虽然先前对粉末样品的研究显示了有趣的磁性行为,但关于Ru2_{2}O9_{9}二聚体内的自旋态是常规的S=3/2S = 3/2二聚体还是轨道选择性的S=1S = 1二聚体的问题仍然存在。RIXS光谱显示了来自Hund耦合离子内多重态和二聚体内自旋三重态跃迁的磁激发。观察到的Hund离子内多重态跃迁能量与S=3/2S=3/2基态一致,这与理论上提出的轨道选择性S=1S=1二聚体态形成对比。磁化率分析证实了自旋S=3/2S=3/2二聚体态的实现,并且提取的二聚体内耦合与RIXS光谱中观察到的自旋三重态跃迁能量一致。这些结果凸显了RIXS“光谱指纹”技术在确定复杂材料磁基态方面的能力。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.15383,
  title  = {Magnetic ground state of the dimer-based hexagonal perovskite Ba$_{3}$ZnRu$_{2}$O$_{9}$},
  author = {S. Hayashida and H. Gretarsson and P. Puphal and M. Isobe and E. Goering and Y. Matsumoto and J. Nuss and H. Takagi and M. Hepting and B. Keimer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.15383},
  year   = {2025}
}