拉曼散射光谱观测到的 Nd$_2$Ir$_2$O$_7$ 中复杂磁性的衍生现象
强关联电子
2024-11-21 v3
摘要
利用拉曼散射光谱，我们揭示了 NdIrO 的复杂磁行为，该材料在磁性烧绿石中以全进全出（AIAO）Ir 磁矩有序的最低温度（~K）以及检测到稀土 Nd 离子 AIAO 有序的最高温度（=15~K）而著称。我们的发现表明，在 15~K 至 33~K 的温度区间内，Nd 磁矩表现出强烈涨落，可能源于自旋冰行为。这种复杂行为源于 Nd 和 Ir 离子两个磁性烧绿石子格上强自旋轨道耦合、电子关联与几何阻挫的相互作用。Ir 磁矩的有序伴随着 26.3 和 29.6 meV 处与 AIAO 有序相符的单磁子拉曼模以及 14 meV 处一个宽模的出现，后者可能与 Nd 自旋冰涨落产生的自旋子连续谱有关。两种单磁子激发随温度降低仅有极小的温度演化，而 14 meV 模在温度接近 Nd AIAO 有序的 crossover 时向更高频率移动、变宽，并在 15~K 以下消失。低温光谱中出现了约 33 meV 处 AIAO Nd 有序的附加双磁子激发。Nd 磁矩磁激发的这些相当高的能量使 NdIrO 成为研究烧绿石晶格上稀土磁性的极具吸引力的平台。
引用
@article{arxiv.2302.00579,
title = {Ramification of complex magnetism in Nd$_2$Ir$_2$O$_7$ observed by Raman scattering spectroscopy},
author = {Yuanyuan Xu and Yang Yang and Jérémie Teyssier and Takumi Ohtsuki and Yang Qiu and Satoru Nakatsuji and Dirk van der Marel and Natalia B. Perkins and Natalia Drichko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.00579},
year = {2024}
}