强关联增强自旋轨道耦合效应下Na2RuO3中的压力诱导二聚化与分子轨道形成
强关联电子
2023-02-14 v2
摘要
我们进行了第一性原理计算与模拟，以澄清具有4d^4电子构型的蜂窝晶格化合物Na2RuO3的非磁性绝缘基态，并探索其在压力下的晶体结构与电子性质演化。我们揭示单独的库仑关联或自旋轨道耦合(SOC)效应均无法重现实验观测到的Na2RuO3非磁性绝缘行为，而库仑关联增强的SOC相互作用产生了一种不寻常的自旋-轨道纠缠的J = 0非磁性绝缘态，这与d^5钌酸盐和铱酸盐中SOC辅助的Mott绝缘态形成对比。此外，预测在约15-17.5 GPa发生压力诱导的结构二聚化转变。高压二聚化相的蜂窝晶格特征为沿结晶学b方向排列的短Ru-Ru二聚体的平行图案。伴随结构二聚化，电子结构通过分子轨道的形成表现出显著重构。有趣的是，库仑关联与SOC的协作可在高压二聚化相中实现非磁性绝缘态。具有蜂窝晶格的d^4钌酸盐Na2RuO3将因晶格自由度、电子关联与SOC相互作用的精细 interplay 提供一个探索不寻常物理与丰富相图的新平台。
引用
@article{arxiv.2211.00811,
title = {Pressure-induced dimerization and molecular orbitals formation in Na2RuO3 with strong correlation-enhanced spin-orbit coupling effect},
author = {Xujia Gong and Wei Wang and Wen Lei and Feng Xiao and Carmine Autieri and Congling Yin and Xing Ming},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.00811},
year = {2023}
}
备注
24 pages, 9 figures,