α-RuCl3 中的极向磁性与化学键
摘要
三氯化钌是近年来许多实验与理论研究的对象。Johnson 等人从未孪晶的 alpha-RuCl3 样品的大量实验结果中推断出一个磁性结构候选(Cc2/m)[R. D. Johnson et al., Phys. Rev. B 92, 235119 (2015)]。所提出的 Ru 离子的锯齿状反铁磁基态不对体磁性探针产生响应。该候选磁性结构此前未被探索的性质包括支持 Ru Dirac 多极(例如钌偶极子 anapole)的极向磁性。一般情况下,Dirac 偶极子能够产生磁性离子间的相互作用,如电性 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用[T. A. Kaplan and S. D. Mahanti, Phys. Rev. B 83, 174432 (2011) and H. J. Zhao et al., Nat. Mat. 20, 341 (2021)]。Dirac 多极子对 X 射线与中子的衍射均有贡献,而对磁性结构 Cc2/m 的严格检验尚待未来实验。由对称性启发的计算表明,该磁性候选允许仅由 Dirac 多极子产生的 Bragg 斑点。通过氯 K 边信号增强的共振 X 射线衍射也可实现对 Cc2/m 的严格检验。已发表的 alpha-RuCl3 的 X 射线吸收谱具有显著的低能特征[K. W. Plumb et al., Phys. Rev. B 90, 041112(R) (2014)]。对其他 Cl-金属化合物的许多实验研究得出结论:相同特征标志着化学键。利用单斜 Cc2/m 结构,我们预测了在 Cl K 边吸收处对 Bragg 衍射的贡献。具体而言,即 Bragg 斑点强度随样品绕反射矢量旋转的变化。我们研究的两个主题——alpha-RuCl3 中的极向磁性与化学键——在 Cc2/m 中磁性 Ru 离子的极小模型中结合在一起。
引用
@article{arxiv.2203.09873,
title = {Polar magnetism and chemical bond in alpha-RuCl3},
author = {S W Lovesey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.09873},
year = {2022}
}