过渡金属氧化物中轨道激发的光学研究
强关联电子
2009-11-11 v2
摘要
通过光谱学手段研究了一系列过渡金属化合物的轨道激发。我们的目标是通过与实验和理论结果进行比较来识别集体轨道激发的特征,以区分于 predominantly local 的晶场激发。为此,我们研究了TiOCl、RTiO3(R=La,Sm,Y)、LaMnO3、Y2BaNiO5、CaCu2O3和K4Cu4OCl10,这些化合物涵盖了从早期到晚期的过渡金属离子,从t_2g到e_g系统,以及包括三维、一维或零维交换耦合占主导的系统。除LaMnO3外,我们在所有化合物中均发现轨道激发。我们讨论了轨道涨落(在交换耦合占主导时)与晶场分裂(在与晶格耦合占主导时)之间的竞争。与配置-相互作用簇计算的结果与我们的实验结果大致吻合,这表明晶格对这些化合物中轨道激发的定量描述至关重要。然而,对于轨道激发在光导率中(例如线形状或偏振依赖性)贡献的定量预测仍需进一步计算,以决定在低能量下(特别是RTiO3中约0.25 eV的轨道激发)轨道涨落是否有贡献。还需要进一步的计算,该计算要能够同时考虑轨道之间的交换相互作用和与晶格的耦合。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0503405,
title = {Optical study of orbital excitations in transition-metal oxides},
author = {R. Rückamp and E. Benckiser and M. W. Haverkort and H. Roth and T. Lorenz and A. Freimuth and L. Jongen and A. Möller and G. Meyer and P. Reutler and B. Büchner and A. Revcolevschi and S. -W. Cheong and C. Sekar and G. Krabbes and M. Grüninger},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0503405},
year = {2009}
}
备注
published version, discussion of TiOCl extended to low T, improved calculation of orbital excitation energies in TiOCl, figure 16 improved, references updated, 33 pages, 20 figures