解析具有中等自旋-轨道耦合的莫特绝缘体中低能激发的轨道特征

具有中等自旋-轨道耦合和洪德耦合的多带莫特绝缘体是关联电子系统理论概念发展的关键参考点。因此，钌酸盐莫特绝缘体Ca$_{2}$RuO$_{4}$已被光谱探针深入研究。然而，解析由电子能量尺度层级产生的基本激发一直具有挑战性。在此，我们应用最先进的共振非弹性X射线散射技术，更深入地探测Ca$_{2}$RuO$_{4}$中发现的电子激发。通过这种方式，我们探测了一系列低能自旋-轨道激发，并解析了由于自旋-轨道耦合和晶体场分裂导致的$t_{2g}$内结构的能级分裂。最重要的是，低能激发表现出强烈的轨道特征。这种对相关电子能量尺度的直接确定非常重要，因为它为莫特绝缘体轨道自由度的理论发展明确了目标。