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受挫三角系统中接近 Kitaev 极限的磁序:在 Ba$_3$IrTi$_2$O$_9$ 中的应用

强关联电子 2015-10-14 v1

摘要

自旋轨道耦合 (SOC) 与电子关联共同作用的受挫过渡金属化合物近来备受关注。在 SOC 较大的 5dd 过渡金属中,费米能级附近的 jeff=1/2j_\text{eff}=1/2 能带被认为包含了材料的基本物理,可能实现诸如 Kitaev 自旋液体等奇异磁相。本文我们基于 jeff=1/2j_\text{eff} = 1/2 赝自旋,在三角晶格上推导了一个自旋模型,其相互作用包括反铁磁海森堡 (JJ) 和 Kitaev (KK) 交换,以及至关重要的各向异性 (Γ)(\Gamma) 交换。对该自旋模型的经典分析揭示,除了小区域的 120^\circZ2\mathbb{Z}_2 / 对偶-Z2\mathbb{Z}_2 涡旋晶体和向列相之外,条纹相和铁磁相主导了 JJ-KK-Γ\Gamma 相图。我们将模型应用于 5dd 过渡金属化合物 Ba3_3IrTi2_2O9_9,其中 Ir4+^{4+} 离子形成层状二维三角晶格。我们使用从头计算方法计算了能带结构和最近邻跳跃参数。结合从头计算和经典分析,我们预测 Ba3_3IrTi2_2O9_9 具有条纹有序磁基态。

关键词

引用

@article{arxiv.1507.06307,
  title  = {Magnetic Orders Proximal to the Kitaev Limit in Frustrated Triangular Systems: Application to Ba$_3$IrTi$_2$O$_9$},
  author = {Andrei Catuneanu and Jeffrey G. Rau and Heung-Sik Kim and Hae-Young Kee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1507.06307},
  year   = {2015}
}

备注

8 pages, 5 figures