t_{2g}^{4} 激子凝聚磁体的磁化动力学指纹

自旋轨道耦合 $\lambda$ 与电子-电子相互作用 $U$ 之间的竞争导致了大量新奇物质态，在 $t_{2g}^4$ 与 $t_{2g}^5$ 材料（如钌酸盐和铱酸盐）的背景下被广泛研究。激子磁体——束缚电子-空穴对的反铁磁态——是由这些竞争能量尺度驱动的现象的一个突出例子。有趣的是，近期理论研究预测激子磁体可在自旋轨道耦合的 $t_{2g}^4$ Hubbard 模型的基态中出现。在此，我们采用一维链（通过密度矩阵重整化群）和小型二维团簇（通过 Lanczos）对该激子磁体中的磁激发进行了详细的计算研究。具体而言，首先我们表明低能谱由色散（声学）磁子模主导，并伴随来自相图中 $\lambda=0$ 态的额外特征。其次，也是更重要的是，我们发现了一种形成高能光学模的新型磁激发，其在波矢 $q\to 0$ 处强度最高。在大 $U$ 的激子凝聚区，我们还发现了一种仅由轨道激发组成的高能 $\pi$ 模。这些 $t_{2g}^4$ 激子磁体的独特指纹在分析中子与 RIXS 实验中十分重要。