关于尖晶石化合物的复杂性：磁、电子与极化基态
强关联电子
2022-06-14 v1
摘要
本综述总结了百余年来的尖晶石化合物研究，主要聚焦于近二十年来对其磁、电子和极化性质的理解进展。许多尖晶石化合物是磁性绝缘体或半导体；然而也存在若干尖晶石型金属，包括超导体及一些罕见的 d 电子重费米子化合物。早期，它们作为具有较高饱和磁化强度和较高有序温度的铁磁或甚至亚铁磁绝缘体而备受重视，其中磁铁矿是人类已知的第一种磁性矿物。不过，尖晶石在磁学概念发展、检验和验证磁交换基本原理、理解轨道有序与电荷有序现象方面发挥了突出作用。此外，尖晶石结构中的 A 位与 B 位阳离子形成易于产生强阻挫效应的晶格，从而导致奇异的基态性质。若 A 位阳离子具有 Jahn-Teller 活性，则自旋与轨道自由度的额外纠缠会出现，并可产生自旋轨道液体或轨道玻璃态。B 位阳离子形成烧绿石晶格，是三维中最强阻挫竞争者之一。此外，在两个阳离子晶格均携带磁矩的尖晶石中，竞争性磁交换相互作用变得重要，产生如历史悠久的三角 Yafet-Kittel 结构等基态。最后同样重要的是，尽管尖晶石被报道具有整体立方对称性，关于其可能存在极化基态的争论长期存在。事实上，多年来已确认若干多铁性尖晶石。
引用
@article{arxiv.2104.06889,
title = {On the complexity of spinels: Magnetic, electronic, and polar ground states},
author = {V. Tsurkan and H. -A. Krug von Nidda and J. Deisenhofer and P. Lunkenheimer and A. Loidl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.06889},
year = {2022}
}
备注
118 pages, 60 figures