自旋液体候选材料 Ba$_3$InIr$_2$O$_9$ 的准分子电子结构
强关联电子
2022-11-30 v2
摘要
混合价铱酸盐 Ba3InIr2O9 被讨论为量子自旋液体行为的 promising 候选。该化合物在共面共享的 IrO6 八面体中呈现 Ir 离子，形成每个二聚体含三个 t2g 空穴的 Ir2O9 二聚体。我们的结果确立 Ba3InIr2O9 为簇 Mott 绝缘体。强二聚体内跳跃使三个 t2g 空穴在准分子二聚体态中离域，而二聚体间电荷涨落被库仑排斥抑制。Ba3InIr2O9 的磁性源于自旋轨道纠缠的准分子磁矩，其相互作用尚待探索，为 5d 化合物的非常规磁性质开辟了新路径。利用单晶 X 射线衍射，我们发现室温下即为单斜空间群 C2/c。介电谱显示绝缘行为。共振非弹性 X 射线散射（RIXS）揭示了 1.5 eV 以下的丰富激发谱，其正弦型动力学结构因子明确证明了电子态的准分子特征。在 0.3 eV 以下，我们观察到一系列激发。根据精确对角化计算，此类低能激发反映了 Ba3InIr2O9 基于准分子自旋轨道激子凝聚的跳跃诱导相变邻近性。二聚体基态大约在成键 j=1/2 轨道容纳两个空穴，第三个空穴在成键 j=3/2 轨道。
引用
@article{arxiv.2207.04795,
title = {Quasimolecular electronic structure of the spin-liquid candidate Ba$_3$InIr$_2$O$_9$},
author = {A. Revelli and M. Moretti Sala and G. Monaco and M. Magnaterra and J. Attig and L. Peterlini and T. Dey and A. A. Tsirlin and P. Gegenwart and T. Fröhlich and M. Braden and C. Grams and J. Hemberger and P. Becker and P. H. M. van Loosdrecht and D. I. Khomskii and J. van den Brink and M. Hermanns and M. Grüninger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.04795},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 10 figures, V2: published version, minor changes