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还原价态镍酸盐中的轨道极化、电荷转移与荧光

强关联电子 2023-04-18 v2

摘要

本文提出了一种计算 X 射线吸收谱 (XAS) 和共振非弹性 X 射线散射 (RIXS) 的简单形式,其输入来自单粒子或多体从头计算的轨道分辨态密度,旨在捕捉类巡游特征。我们使用这种形式,以 DFT 和 DFT+DMFT 的输入计算了近期研究的还原价态镍酸盐 R4R_4Ni3_3O8_8RRNiO2_2 (RR 为稀土元素) 的 XAS 和 RIXS,并将这些结果与铜酸盐 CaCuO2_2 和未还原镍酸盐 R4R_4Ni3_3O10_{10} 的结果进行了对比。与未还原的 R4R_4Ni3_3O10_{10} 相比,还原价态镍酸盐以及铜酸盐由于未占据 3d3d 态中 x2y2x^2-y^2 轨道的主导地位而显示出强烈的轨道极化。我们还重现了近期 R4R_4Ni3_3O8_8 的 RIXS 实验的两个关键方面:(i) 3d3d 和氧 2p2p 态之间的电荷转移特征,我们发现其能量从 RRNiO2_2R4R_4Ni3_3O8_8 再到铜酸盐依次降低;(ii) 荧光线的能量依赖极化反转,这源于未占据的 z2z^2 态与 RR 5d 态的杂化。最后,我们讨论了我们的结果对还原价态镍酸盐中 3d3d 电子性质的一些启示。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.09003,
  title  = {Orbital polarization, charge transfer, and fluorescence in reduced valence nickelates},
  author = {M. R. Norman and A. S. Botana and J. Karp and A. Hampel and H. LaBollita and A. J. Millis and G. Fabbris and Y. Shen and M. P. M. Dean},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09003},
  year   = {2023}
}