正交畸变驱动反铁磁性 3d^1 Mott 绝缘体中的轨道有序
强关联电子
2023-08-09 v1
摘要
轨道代表电子云的形状，在固态系统中往往强烈影响多种奇异现象的呈现，例如磁性、金属-绝缘体转变、巨磁电阻、非常规超导等。RETiO_3 (RE=稀土) 系列中反铁磁性的观测一直令人困惑，因为著名的 Kugel-Khomskii 自旋-轨道超交换模型预言在轨道简并的 d^1 系统中应为铁磁性。此外，在反铁磁相与顺磁相中轨道有序相与轨道液体相的存在至今仍是未决问题。为解决这些长期疑问，我们研究了 PrTiO_3 单晶薄膜。我们的同步辐射 X 射线衍射测量确认了薄膜几何中保持体相类似的正交 (D_{2h}) 对称性。我们在顺磁相与反铁磁相中观察到相似的 X 射线线二色性信号，这可由铁轨道有序 (FOO) 解释。尽管 D_{2h} 晶体场并不总能保证解除轨道简并，我们发现其在这些稀土钛酸盐中足够强，从而导致 FOO 态。因此，我们的工作表明正交畸变是反铁磁性 RETiO_3 轨道有序的驱动力。
引用
@article{arxiv.2306.08919,
title = {Orthorhombic distortion drives orbital ordering in an antiferromagnetic 3$d^1$ Mott insulator},
author = {Prithwijit Mandal and Shashank Kumar Ojha and Duo Wang and Ranjan Kumar Patel and Siddharth Kumar and Jyotirmay Maity and Zhan Zhang and Hua Zhou and Christoph Klewe and Padraic Shafer and Biplab Sanyal and Srimanta Middey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.08919},
year = {2023}
}
备注
37 pages and 17 figures