CaV4O9二维自旋隙系统的轨道序效应

我们理论研究了CaV$_4$O$_9$二维自旋隙系统磁性质中可能的轨道序效应。在分析实验数据后，我们表明文献中假设的单轨道模型不足以重现数据。为了理解这种差异的起源，我们假设在V的$d^1$态中，$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道在最低能原子能级中有显著贡献，这导致双重简并。我们研究了轨道序的可能构型。通过精确对角化和微扰展开，我们计算了磁化率、低能激发的波数依赖性以及等时自旋-自旋关联（与中子非弹性散射的积分强度相关）。这些量对轨道序的构型非常敏感。对于某些轨道序构型，计算结果比之前的单轨道模型更好地重现了许多实验结果。然而，要完全重现所有已报道的实验结果，仍存在一些差异。为了理解这些差异的起源，我们指出除了部分填充的$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道的轨道序外，部分占据的$d_{xy}$轨道可能也很重要。