J=0 化合物 Ba2YIrO6 中源于无序的磁性
材料科学
2017-10-20 v1 强关联电子
摘要
我们系统地研究了 Ba2YIrO6 的磁性和局部结构，以证明 Y 和 Ir 晶格缺陷（以反相边界或反位无序团簇的形式）会影响该 化合物中观察到的磁性。我们比较了以下三者的磁性和原子成像： 缓慢冷却的晶体； 生长后在 900\degree C 淬火的晶体； 使用比缓慢冷却更快的冷却速率生长的晶体。扫描透射电子显微镜（STEM）的原子成像表明，从 900\degree C 淬火会在晶体中引入反相边界，而晶体生长过程中较快的冷却速率会导致 Y 和 Ir 反位无序团簇。STEM 研究表明，反相边界区域富 Ir，其组成为 Ba2YIrO6。磁性测量表明，含有反位缺陷团簇的 Ba2YIrO6 晶体比缓慢冷却的晶体具有更大的有效磁矩和更大的饱和磁矩。带有富 Ir 反相边界的淬火晶体显示出比缓慢冷却晶体略受抑制的饱和磁矩，这似乎表明反相边界对磁矩的形成是不利的。我们的 DFT 计算表明，磁凝聚不太可能发生，因为从超交换中获得的能量与自旋-轨道能隙相比很小。然而，一旦在反位无序区域中 Y 被 Ir 取代，局域非磁性单态的图像便被打破，磁性便可能被诱发。这是因为 位点间轨道重叠增加导致相互作用增强，以及 介导相互作用的轨道数量增加。我们的工作突出了晶格缺陷在理解 Ba2YIrO6 及其他 J=0 系统中实验观察到的磁性时的重要性。
引用
@article{arxiv.1707.06980,
title = {Magnetism out of disorder in a J=0 compound Ba2YIrO6},
author = {Q. Chen and C. Svoboda and Q. Zheng and B. C. Sales and D. G. Mandrus and H. D. Zhou and J. -S. Zhou and D. McComb and M. Randeria and N. Trivedi and J. -Q. Yan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.06980},
year = {2017}
}