Sr$_3$Ir$_2$O$_7$ 的结构与电子性质的压力依赖性
强关联电子
2016-06-01 v2 材料科学
摘要
我们利用 X 射线衍射研究了 SrIrO 作为压力函数的结构演化。在室温 54 GPa 压力下，我们观察到一级结构相变，伴随从四方对称性到单斜对称性的改变，以及 4% 的体积坍缩。高压相的 Rietveld 精修揭示了 Ruddlesden-Popper 结构的一种新修饰，其采用了钙钛矿双层改变的堆垛序列。由于氧原子位置无法从数据中可靠精修，我们使用密度泛函理论 (局域密度近似++自旋轨道) 优化晶体结构，并阐明高压下 SrIrO 的电子与磁性质。在低压四方相中，我们发现 IrO 八面体的面内旋转随压力增加。计算进一步表明，在 20 GPa 发生带宽驱动的绝缘体-金属转变，同时磁矩猝灭。在高压单斜相中，结构优化导致氧八面体的复杂倾斜与旋转，以及 和 能带的强重叠。 带宽使得自旋轨道耦合与电子关联在打开电子能隙上无效，导致 SrIrO 高压相呈现稳健的金属态。
引用
@article{arxiv.1508.04320,
title = {Pressure dependence of the structure and electronic properties of Sr3Ir2O7},
author = {C. Donnerer and Z. Feng and J. G. Vale and S. N. Andreev and I. V. Solovyev and E. C. Hunter and M. Hanfland and R. S. Perry and H. M. Rønnow and M. I. McMahon and V. V. Mazurenko and D. F. McMorrow},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.04320},
year = {2016}
}
备注
9 pages, 12 figures, accepted in PRB