α-Sr2CrO4 中自旋—轨道纠缠导致的 Néel 与条纹序
强关联电子
2021-05-11 v2 材料科学
摘要
自旋与轨道自由度之间耦合所产生的丰富现象已被认为是许多强关联电子系统的关键特征。由此涌现的物理在特定若干材料中尤为突出，从铁基非常规超导体到过渡金属氧化物，包括锰氧化物与钒氧化物。在此，我们研究 α-Sr2CrO4 的电子基态，该化合物是方晶格上自旋-1 Kugel-Khomskii 模型的罕见实现——这是捕捉磁性序与轨道电子序耦合物理的范式平台。我们利用 Cr-K 边的共振 X 射线衍射揭示了面内波矢 Q_N = (1/2, 1/2) 处、在 T_N = 112 K 以下的 Néel 磁序，以及“条纹”波矢 Q_s = (1/2, 0) 处、在 T_s ∼ 50 K 以下的附加电子序。这些发现在 Kugel-Khomskii 模型框架内通过平均场与蒙特卡洛方法的结合加以检验，支持了自旋 Néel 相的稳定性及随后的低温条纹轨道序，揭示了实验观测到的 Q_s 处峰的候选机制。基于这些发现，我们提出 α-Sr2CrO4 作为一个新平台，可用于研究多轨道物理及其在莫特绝缘体低温相中的作用。
引用
@article{arxiv.1906.04194,
title = {N\'{e}el and stripe ordering from spin-orbital entanglement in $\alpha$-Sr$_2$CrO$_4$},
author = {Z. H. Zhu and W. Hu and C. A. Occhialini and J. Li and J. Pelliciari and C. S. Nelson and M. R. Norman and Q. Si and R. Comin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.04194},
year = {2021}
}
备注
6 pages, 4 figures